工业4.0会是ARM与X86在嵌入式市场对决的主战场?

上网时间: 2015年11月24日? 作者:ESMC? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:工业4.0? 嵌入式市场? ARM与X86?

2015年年中,英特尔嵌入式事业部已经升级为英特尔物联网事业部,直接向CEO汇报。最近英特尔请来了高通CDMA技术部门的联席总裁负责物联网业务,担任系统架构集团总裁。不禁让人猜测,英特尔这是要狙击ARM在工业PC市场的影响力?原因是,目前,ARM的实力开始渗透到Intel主导的嵌入式芯片市场,在一部分领域ARM平台的嵌入式产品已经崭露头角。

多方业内人士表示,ARM会是趋势,并不仅仅因为相对低廉的价格,在功耗、集显、连接方面也有优势。未来嵌入式市场可能会形成中高端会是Intel主导,低端由ARM的产品蚕食的双雄格局。不过英特尔依然有能力维护其一家独大的局面,毕竟性能更强大兼容安卓系统和windows双系统,也有丰富的低功耗性价比产品线。

工业4.0的普及推动了设备与机器的智能化发展,同时也为应用于工业领域的半导体器件提出了更高的要求。在面对庞大的数据吞吐量、持续的运行时间以及严苛的工作环境等诸多挑战时,高性能是保证设备稳定可靠的关键因素。除了高性能之外,工业领域对于更强大的视频加速以及更宽泛的扩展性、连接性及产品生命周期也有着更高的需求。

嵌入式芯片如何差异化?

目前各大半导体公司都瞄准了嵌入式处理器这一市场,包括德州仪器、意法半导体、瑞萨、NXP、飞思卡尔在内都在想方设法实现产品差异化。近日,德州仪器(TI)发布了其处理器平台中性能最高的器件——Sitara AM57x处理器系列,与OMAP系列不同,AM57x还集成了MCU、DSP和PRU(可编程实时单元)以及应用于多媒体的视频及图形加速器,这样的配置使得AM57x显著的区别于竞争对手。

“这种异构的架构也是TI独创的,我们可以把很多DSP、MCU放在一个系统里,其它很多家做不到,因为他没办法做核与核之间的协调、通讯,他们解决不了这个问题” TI嵌入式处理器业务拓展经理鲍震表示,这种高集成性带来了非常大的设计难度和门槛,同时也带来了更强大的性能。据了解,AM57x采用ARM Cortex-A15作为内核,凭借其独特的异构架构,适用于多种嵌入式和工业应用。相较于四核ARM Cortex-A9处理器,其性能提高了40%,而相较于双核A9处理器,则提高了280%的性能。

工业应用的几大需求

鲍震表示,针对工业物联网、工厂自动化、机器视觉、嵌入式计算、人机界面、机器人、医疗成像以及航空电子设备等行业需求,需要用单芯片实现过去多芯片的各种功能。“有些客户需要DSP很强,其他都不要;有些要DSP强,又要ARM强,还要视频,很少碰到这样的需要。有些客户碰到的产品是要么ARM非常强,但是没有视频的加速能力。所以我们AM57x也是看准了市场上一个空档,基本上很难把一个产品做得如此完美,TI也花了很多时间去开发这个产品。”

“高性能、低延时,多媒体加速,宽泛的连接、扩展性和生命周期是AM57x的优势所在。”鲍震表示。针对工业领域,目前ARM架构处理器正在大举进军X86的传统市场。因此Intel也开始逐渐针对该领域做低功耗和小型化,以应对挑战。鲍震以工业机器人为例,他表示许多客户抱怨X86平台的体积太大,必须增加散热器和风扇。不过鲍震表示,目前客户普遍反映X86的工业PC仍然是体积大、成本高,反而他们不是很考虑功耗的问题。

“很多客户问我你们M4的MCU用来干嘛?我们的双核M4的内核主要是做工业传感器的采集,可以提供普通MCU不可想象的性能。”鲍震表示,TI会把很多汽车领域的技术带到工业领域来,比如PRU(可编程实时单元),“你在做实施控制时,很容易算出程序可以消耗多少个周期数,这是PRU的好处,所以其目前用来做各种各样协议的支持以及工业总线的支持。”

“用AM57x可以把工业PC的尺寸缩小至少一倍,而性能则相当。”此外,由于AM57x有强大的视频加速功能,不仅可以感测视频信号,还可以进行分析。“比如产品经过生产线,发现某个产品的标签印反了,利用机器视觉可以自动将标签贴翻的产品抓取出来,作为次品处理。”鲍震表示,这种强大的视频处理能力,还可以应用到医学成像等领域。“在深圳的南山很多地方,停车场不需要刷卡,可以自动记住车牌。这里就应用到了机器视觉技术。”

更多的接口和连接性也是工业领域的特殊需求。“我们目前支持的两个PCIe、2Gb以太网、USB3与USB2、SATA、2个DCAN、QSPI、10个UART,这个也蛮重要的,尤其在中国有很多工业设备都是串行接口,我们有10个UART口的时候,客户应该会非常喜欢。”鲍震表示,在机器视觉应用中,客户也需要更多路的视频接入,而AM57x丰富的接口则满足这一点。在智能电网和测试测量领域则需要用尽量少的电缆支持各种工业的协议。

工业4.0会是ARM与X86在嵌入式市场对决的主战场?_ESMCOL_1
TI嵌入式处理器业务拓展经理鲍震

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