嵌入式系统与FPGA的最新动向

MCU及DSP

　　TI半导体事业部MCU业务组现在不仅负责其经典的16位MCU——MSP430，还有两年前收购Luminary的基于ARM Cortex-M3的32位处理器，更把其低端DSP——C2000 DSP系列也划拨进来[4]。那么当向客户推荐方案时，如何协调其产品线关系?TI MCU业务拓展经理吴健鸿称，“向客户介绍产品时，我们一定会推荐最合适的产品。”在Cortex-M3等MCU和C2000里面有一些软件库会共享。这样，如果客户的一些产品用的是C2000，另一些产品可能用到Cortex-M3 MCU，是可以同时采用TI的软件库的。笔者推测，由于TI有强大的DSP功能，因此TI并没有采用具有DSP功能的ARM Cortex-M4的授权，而着力发展ARM Cortex-M3，进军传统32位处理市场;而MSP430系列主攻传统的8位8051市场。

　　NXP、Freescale等采用了ARM Cortex-M4的授权。其中NXP也采用了ARM Cortex-M3的授权。如何区分M3和M4?NXP的Geoff以去年底推出的LPC4000系列为例，指出Cortex-M4的特点是DSP处理能力非常强大，因为M4有很多免费DSP库的资源供用户使用。

　　另外，Geo还介绍了M4与ARM9核相比的优势：该公司在与电视和机顶盒客户的探讨中，发现对于高性能核而言，它们主要是通过硬件来实现，这就出现了功耗问题，如果MCU一直是高速运行没问题;但在低速时，ARM9的低功耗效果不如M4强。所以在一些高性能应用上，可以把M3、M4用到片上实现高性能MCU方面功能。

　　飞思卡尔去年6月宣布与ARM合作，推出了基于ARM Cortex-M4的Kinetis系列。尽管飞思卡尔拥有自己独特而丰富的架构，如S08、ColdFire/ColdFire+、Power架构等，但飞思卡尔认为ARM MCU的最大特

　　Altera高端FPGA产品部产品市场高级总监David Greenfield点是上手快，希望Kinetis延伸到那些喜欢用ARM架构的客户上[5]。M4不仅与M3兼容，还具有DSP的功能，为将来DSP应用打下了伏笔。

　　MCU与FPGA

　　STM(意法半导体) [7]和NXP等MCU公司近期提到其部分基于M3/M4架构的MCU可以替代FPGA功能;而FPGA企业如Altera、Xilinx和Microsemi(2010年10月Microsemi收购了FPGA公司Actel)也力图延伸入嵌入式领域。那么，二者的相互关系是什么?NXP的Geoff说，事实上MCU的目标并不是完全替代FPGA，例如当3000门以下比较简单的应用时，MCU可以实现类似于FPGA功能的应用。

　　而FPGA公司也承认，逻辑门数要求更高的嵌入式应用是FPGA定位的主战场。

　　DSP与FPGA

　　笔者最近追踪2010年“全国大学生电子设计竞赛信息安全技术专题邀请赛”时，发现一个有趣的现象，在由TI和Xilinx等赞助的这项大赛中，一等奖中既有采用TI DSP、也有采用Xilinx FPGA实现手背静脉身份认证的作品;整个获奖作品中，网络通信方案中都有两家公司的身影。

　　实际上，近几年，FPGA也把部分重点定位在DSP的传统领地，并且28nm等先进制程呼之欲出，DSP的主流制程还是40nm左右。FPGA厂商声称，随着FPGA的成本和功耗的持续降低，FPGA会在DSP固有的应用领域愈发显出优势。

　　但TI等DSP公司也在强化其DSP的优势。不久前，TI多核 DSP业务部全球业务经理Ramesh Kumar向我们介绍了去年底推出的基于KeyStone多内核构架的C667x。称通过增加多内核导航器以及协处理器，可最大限度提高片上数据流的吞吐量。现在每个单核可以达到40个GMACs的层加能力，每个内核也可以达到20GLOP运算能力。