從i.MX RT看嵌入式處理領(lǐng)域發(fā)展趨勢

隨著萬物互聯(lián)時代加速到來，嵌入式工程師在MCU和MPU之間進(jìn)行選擇時處于兩難境地。

不同的歷史時期對技術(shù)和產(chǎn)品有不同的要求。

進(jìn)入IoT時代，面對海量的連接和豐富的應(yīng)用，技術(shù)和產(chǎn)品必須性能更高（比如計算能力、安全性、集成度以及可擴(kuò)展性等）而整體成本則要更低，同時在功耗和體積方面也有更為苛刻的要求。

在嵌入式處理領(lǐng)域，我們習(xí)慣微控制器（MCU）和應(yīng)用處理器（MPU）憑借不同的優(yōu)勢各自為營，互不干涉。MCU集成了片上外圍器件，應(yīng)用于對成本、靈活度要求高的應(yīng)用場景，支持RTOS等開源實時操作系統(tǒng)，而MPU不帶外圍器件，支持Linux、安卓等操縱系統(tǒng)。常見于手機(jī)、平板等應(yīng)用中。

因此，設(shè)計人員和制造商通常依據(jù)設(shè)計的必要性提供兩種不同的解決方案：需要經(jīng)濟(jì)實惠和靈活實用的應(yīng)用場合使用MCU，超出用微控制器功能范圍的設(shè)計則會選擇使用MPU。

隨著萬物聯(lián)網(wǎng)時代加速到來，嵌入式工程師在MCU和MPU之間進(jìn)行選擇時處于兩難境地：如果使用MCU就難以達(dá)到MPU的性能和集成度，如果選擇MPU，性能達(dá)標(biāo)，但物料成本上升。如何將兩者的優(yōu)勢綜合體現(xiàn)？最簡單直接的途徑便是將兩者合二為一，取長補(bǔ)短。

對于兩者合二為一的好處我們可以通過恩智浦公司針對中國市場研發(fā)設(shè)計的跨界融合處理器——i.MX RT為例進(jìn)行說明。

通過跨界整合，造就了i.MX RT處理器的突出優(yōu)勢。高性能：主頻高達(dá)600MHz，而市場上同類解決方案的最高速度只有400MHz；配備高達(dá)512KB的緊耦合內(nèi)存，中斷延遲低至20nm，可以使?jié)M足目前用戶點一下按鍵就要快速做出反應(yīng)的需求。高集成度：集成了2D圖形加速引擎、并行相機(jī)傳感器接口、LCD顯示控制器和3個I2S，適用于GUI和增強(qiáng)版HMI的高級多媒體。低功耗：集成直流-直流轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)盡可能低的動態(tài)功耗。開發(fā)簡單：采用了MCU的應(yīng)用架構(gòu)，開發(fā)者可以利用現(xiàn)有的工具鏈，快速開發(fā)和制作原型，而不用再學(xué)習(xí)Linux和安卓，從而節(jié)省設(shè)計時間。低成本：據(jù)稱10K的轉(zhuǎn)售價格不到3美元。

除了技術(shù)實現(xiàn)，MPU與MCU的融合對于制造工藝來說也是一個挑戰(zhàn)。

如何在確保高性能的同時保證低成本？這看上去似乎是個“悖論”。而i.MX RT做到了這一點，解決之道是FD-SOI技術(shù)工藝。恩智浦公司給出的解釋是：第一，芯片制造成本和復(fù)雜度越來越高，需要利用市場上已經(jīng)有的28nm的生產(chǎn)制造器材；第二，用戶需求日趨多樣化，比如對模擬的要求、對RF的要求，有的應(yīng)用要求功耗非常低，有的應(yīng)用要求快速喚醒，可以和網(wǎng)絡(luò)和云進(jìn)行通信，在應(yīng)對諸多需求時，F(xiàn)DSOI是最適合的一個芯片制造工藝。

“傳統(tǒng)的BULK設(shè)計理念，客戶會根據(jù)功耗需求選擇節(jié)點，每個節(jié)點都有固定的設(shè)計庫，如果客戶想設(shè)計高性能的產(chǎn)品必須要跳到另外一個節(jié)點選擇另外的設(shè)計技術(shù)。FD-SOI比傳統(tǒng)的BULK技術(shù)有更寬的工作范圍，給用戶更多的設(shè)計節(jié)點，它的應(yīng)用場合比三維晶體管技術(shù)更為廣泛?！倍髦瞧仲Y深副總裁兼微控制器業(yè)務(wù)線總經(jīng)理Geoff Lees如是說。

本刊記者：孫杰賢

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