ARM内核成为主流正在取代传统的MCU

日期:2012-08-23 08:32:05   浏览次数:3267   

  ARM是一家半导体公司,1991 年ARM 公司成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权。目前,采用ARM技术知识产权( IP )核的微处理器,即我们通常所说的ARM 微处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,基于ARM 技术的微处理器应用约占据了32 位RISC 微处理器75 %以上的市场份额,ARM 技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。

  当年Intel将51单片机内核授权给其它半导体公司,促进了51单片机成为了MCU行业的引领者。现在ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,每个厂商得到的ARM公司都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系,ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。   目前,总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议,其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、ST、ATMEL、飞利浦和国家半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人,则包括微软、SUN和MRI等一系列知名公司。

嵌入式系统的出现彻底改变了整个电子技术行业,在全球范围内形成了从高校教育和科学研究、电子元件生产厂和电子产品生产厂全方位产业链。因MCU的市场容量大,MCU厂家为了获得更多的市场份额,不断地加大MCU的开发力度,自Intel在1980年发布MCU标志性产品MCS-51开始,到现在的30多年中出现了近100种MCU内核,涉及MCU型号超过3000种。在世界电子元件史上,除了MCU外,还没有一种功能相近,涉及型号如此之多的电子元件,自MCU一出世就进入了战火纷飞的战国时代。但ARM核的出现使MCU领域产生了巨大的变革。

ARM核MCU性能价格优势明显
ARM7TDMI模式的出现,使嵌入式系统开发逐渐统一到相同MCU内核和软件开发工具上来,为嵌入式系统走出“不断地学习新内核MCU,不断地放弃老内核MCU”的怪圈创造了条件。
相对于普通电子元件,MCU除了电气特性外,还涉及指令系统,不同内核的MCU具有不同的指令系统。指令系统的不同,意味着MCU软件开发平台和嵌入式软件的不同。
30多年里出现近100种MCU内核,除了说明MCU技术进步快之外,还意味着不仅是MCU厂家在不断“重造车轮”的过程中浪费了大量的人力和财力,更使处于MCU产业链的终端的嵌入式系统苦不堪言。对于嵌入式系统厂家,如果坚守同一内核的MCU,则产品性价比差,特别是MCU到了生命期后还会停产;如果不坚守同一内核的MCU,则需要推翻已成熟的硬件和软件,因硬件是可视的,不同内核MCU的电气特性相差不大,更新比较容易,而软件则很困难。更换了不同内核的MCU,首先是要重新购买软件开发工具,其次软件人员要重新学习指令系统和软件开发工具,最后才是将过去的软件移植到新内核MCU上。其实软件移植也是十分困难的,因为首先遇到的软件开发工具存在BUG(软件开发工具也是软件,开发软件开发工具的软件开发人员对MCU指令系统的理解程度决定软件开发工具的质量,并且他们理解MCU指令系统也需要时间);其次是不同内核的MCU其软件架构和算法差异性大,软件移植过程投入的人力物力和重新开发投入的人力物力能相比拟。因此对于嵌入式系统来说,这30多年里主要精力不是放在让嵌入式系统更好地服务于特定应用,而是放在不断地更换不同内核的MCU,被迫跟随MCU厂家陷入“不断地学习新内核MCU,不断地放弃老内核MCU”的怪圈。
ARM7TDMI模式的出现使MCU产业链的源头发生本质性的变化。ARM7TDMI模式是:ARM向各MCU厂家出售ARM7TDMI内核,MCU厂家根据其市场目标将购买的ARM7TDMI内核与不同外设集成,形成内核相同、外设不同的MCU,保证了内核的一致性;同时ARM协助第三方编译厂家开发软件开发工具,如IAR、Keil,而且ARM也推出了相应的软件开发工具STD和ADS,从而保证了MCU软件开发工具的一致性。通过上述的工作,使嵌入式系统开发逐渐统一到相同MCU内核和相同的软件开发工具上来,保证了MCU的升级换代不受MCU内核的困扰,为嵌入式系统走出“不断地学习新内核MCU、不断地放弃老内核MCU”的怪圈创造了条件。
ARM公司在MCU产业链源头的创新,使基于ARM核的MCU型号迅速增加,以满足不用应用领域的需求。在性能上,基于ARM核的MCU完全超过目前4位、8位、16位和部分32位MCU的性能;在价格上,基于ARM核MCU的价格从5元以下开始,一直延伸到数百元,完全覆盖了同时期的4位、8位和16位MCU的价格范畴。性能和价格的优势使基于ARM核MCU一统天下的局面开始形成。

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