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TI资深人士谈嵌入式处理应用万芳

发布时间:2020-02-14 12:45:08 阅读: 来源:提花机厂家

TI资深人士谈嵌入式处理应用 - 单片机/处理器 - 电子工程网

近日,Luminary Micro(该公司去年5月被TI收购)创始人之一、现任德州仪器高级嵌入式控制器Stellaris微控制器产品线总监JeanAnneBooth(金安)女士访华,向媒体介绍了TI公司的嵌入式产品态势。下面是金安女士的讲话整理稿。

2010年,全球基于ARM的市场大约是200亿美金,在所有电子处理器中,ARM占到的市场份额大概是25%,ARM内核出货量到今天总共有200亿颗内核,就像我这个手机里有5个ARM的内核在里面。ARM公司每年大概要交付4.6亿颗,TI总共交付了基于ARM内核的产品50亿颗,差不多占到四分之一。

ARM公司有200多个授权厂商,TI是其中之一。在被TI并购之前,Luminary三年时间交付了1.7万套工具。自从TI收购了Luminary之后,短短5个月时间内就交付了2万套工具。

去年TI的总营业额共100亿美元左右,其中模拟产品和嵌入式处理器占据了相当的份额。TI广泛覆盖了半导体产业,包括信号采集、A/D转换、信号处理(包括处理器和单片机)、电源管理、接口D/A转换、信号调理(包括放大),这些领域TI在全球的市场份额都数一数二。

TI是唯一一家在经济不景气的时候持续投资的公司。2008年10月份,整个半导体行业处于下调阶段,整个市场环境都不好,TI收购了两家公司(包括Luminary)、购买封装测试设备、投资RFAB Fab并新开LED和太阳能实验室。所以TI的利润与产能是随着市场的回暖,一直上升的,对比今年第一季度与2009年第一季度TI的增长超过了40%。

TI的处理器产品包括超低功耗的MSP430、实时数字信号处理器C2000以及ARM内核的MCU:tellaris和Sitara。TI之前C5000、C6000老的DSP,包括DSP+ARM这种产品,或者一直是OMAP产品,都是TI在市场上一直领先的产品。

TI本身有非常广阔的单片机产品线,到现在差不多有400多种MCU的产品,从16位到32位,从25 美分到15美金。TI的单片机非常容易开发,TI关心开发者使用的工具和软件开发环境,做非常多软件库,开发工具成本低。TI增加了一些本地的资源去支持客户的需求,包括技术和工艺上的一些需求。另外,新工艺使TI的产品持续不断地创新。

TI总共交付了50亿颗ARM内核产品,从1美金的到现在最高1GMHz速度的Cortex-A8。TI纯ARM内核产品有Stellaris和TMS570,以及最新推出的Sitara。Stellaris和TMS570都含有内置的Flash,一个是Cortex-M3的的内核,一个是Cortex-R4的内核。Stellaris是一个通用的MCU平台,从最便宜的1美金到差不多9美金,目前有167个产品。TMS570主要是做一些实时的控制,具备高可靠性,由两个R4内核在一个CPU里运行同样的程序,如果一个程序出错,它会停止运行的动作,不让它错误的执行。Sitara是高性能处理器,可以运行一些比较高端复杂的操作系统,比如Linux或者WindowsCE等等。

讲到软件集成开发环境,TICCS是TI另外一个重要的优势,TI希望一个CCS给所有嵌入式处理器用,就是EP,包括TI的MCU,还包括C5000、C6000,DaVinci以及OMAP的产品都是用CCS这个统一的平台。之前有些客户用的430是低功耗的产品,用的是CCS的话,加一些Connectivity,或者多一些计算的话,就会把这个产品可以直接升级到Cortex-M3,就是TI的M3,就不需要换平台了。这是TI非常大的优势。

据调查数据,2009年平均一个公司有4个硬件工程师和9个软件工程师。到2010年,硬件工程师增幅不大,但软件工程师从9个增加到14个。公司的采购决策中,软件占的比重会达到70%,也就是说,软件工程师觉得这个产品好用的话他就会选择你这个产品,这个占到70%。

Stellaris最成功的地方是在于它有一个完整的软件库。TI调查报告中可以看到,以后ARM会成为下一阶段工程师首选的一个平台。越来越多的工程师会偏向选用带有ARM内核的产品,因为这不光是关于简单的芯片选择,而是整个平台,包括软件。软件库效应会持续帮助公司直接带来效益。

TI的Sitara系列的可以产品包括ARM9的17XX和18XX产品,以及最新的Cortex-A8的产品。ARM9需要低功耗和操作系统来做,像POS的终端,A8速度会跑到1G,如果你需要2D或3D的图像处理,或者你需要以太网、Wi-Fi、CAN的应用,Cortex-A8产品将会是您一个不错的选择。

Sitara的一些目标应用,第一个是针对连接需求,需要器件直接的连接,如以太网和USB接口,Stellaris都会是一个不错的选择。值得强调的是StellarisWare,这就一个非常成熟的软件库,TI把这个库固化到TI的ROM里,帮助很多最终用户省掉Flash的一些空间。

能源板块是TI目标应用市场之一,包括能量转换和马达控制。大部分能量转换(如新能源转换模块或太阳能转换模块、变频器的应用)会有四个类型的驱动马达,如交流感应、直流无刷、直流有刷等,TI的Stellaris产品都能做一个非常完美的驱动。

另一个是安防领域,比如抓取图像。一旦这个图像有变化,就是它的照相机监视,有人进入,他会抓一个图像出来,通过以太网传给后台,后台通过看这个图像决定是这个人进来,应用还有门禁、读卡器和指纹识别,指纹信息可以通过以太网和TIStellaris产品传到后台,通过PC做一个指纹识别或手动控制。

TI提供的除了这些应用之外,TI自己做了很多Demo版,帮助用户尽快使他的产品推向市场,像以太网转串口的模块,包括了硬件部分,还包括了以太网协议,都完整地放在里面。如果你有一些马达驱动的,包括AC的感应马达以及Stap的马达驱动TI都有现成的评估板,如果做安防的应用,抓一些图片TI也有现成的Demo,可以通过EPI总线接上去之后,把这个人的图像抓出来,然后通过以太网传给后台。

人机交互界面,像POS是一个非常大的应用,还有工业现场有一个小小的彩色屏需要做一些人机对话,比如你要设置一些参数。TI有很多客户利用自己Group Library做了十几层的菜单;工业自动化,比如你输入自己的名字,CIC三轴就可以把你的名字刻在木板上。他可以做自动化生产线上的工业控制,通过CAN或者以太网连起来做一个自动化或半自动化的生产线。LED标识,如果你需要实时地把这些信息Deliver给客户,比如银行、车站,包括现在也看到有些城市出租车上背后有一个屏,类似那样的,都需要一个连接,不管你是Wi-Fi,通过GPRS模块,或者通过以太网、ESP或串口需要一个接口把信息传给另一边的面板,这是TI国内很大的市场,TI也正在做这个工作。其实客户选择Stellaris的另外一个原因,跟其它竞争对手相比,TI有非常快速的I/O口,他能进行更快屏幕的刷新,能支持传速更大的LED屏。

整个嵌入式市场有几个方向性TI觉得可以与大家分享一下,一是能量效率,国家一直在做国家电网,包括绿色能源,能源回收等等这些议题都围绕着怎么来增加能源效率的问题,其实TI这个产品都非常多,包括Stellaris、C2000产品以及非常多能量转换的产品,包括HMI,你以后会看到有越来越多的机器,只是机器立在那里,人可以和机器通话,这个HMI人机对话界面会增多,比如TI墙上有一个调温器也是人机对话的过程,我要调温度,要变成不同的工作模式。Connectivity会有更多,像有线、WiFi、Bluetooth ,Zibee、以太网等更多会加入这个Connectivity平台上来,这些应用会越来越多。

智能电表需要TI集成度更高或者有方案性的MCU平台,从430到C2000到Stellaris,TI都有完整的解决方案,包括数据信号的采集,国家电网里有采集器,有集中器,还有最后的表端,这些所有的产品,TI都有一整套的方案,包括单独的电表、水表或气表,到后面的集中器、采集器都是TIStellaris的一些Market,如果你需要在载波通信的话,TIC2000也有完整的方案,整个链路起来的话,就会给你提供一个完整的智能电网方案。

2010年TI整个MCU单片机市场会达到120亿美金,相比于去年2009年有11%的增长。MSP430会增长58%,C2000可以增长50%,Stellaris增长370%。这个数据间接表明,TI在经济低谷时的投资见到了成效。

关于Cortex-M0

TI目前对低端的市场还有很多丰富的,像430等其它产品,目前TI的战略没有购买M0的授权,因为它与TI部分产品有重叠。M0和M3、大家想象的有一些不一样,它的大小是差不多一样的,两个之间的成本应该是几分钱。M0和M3使用不同的指令集,M0只是thumb指令,没有thumb2指令,会增加额外20%代码的使用率。也就是说,你用M3会比使用M0大概小20%的空间,就能做完这个M0的应用。虽然尺寸非常小,但TI在M3上增加了更多的Flash和其它的资源,这样使M3更加有竞争力。很多人讲M0是低成本的产品,实际上并不见得是这样。

讲到M0的功耗很低,实际上这也不尽然。第一,做低功耗的工艺,TI实际上已经在低功耗上做得很好,有很多超低功耗的产品,比如低功耗的单片机MSP430,以及超低功耗的DaVinci产品,DaVinci这样的产品目前差不多是55纳米的工艺,现在可能会做到更低。第二,工作频率,M3现在最快的工作到100兆,M0大部分是20、30兆的工作频率,既然工作频率低功耗自然会降低。第三,你做整个项目的系统设计师,会考虑到电源管理等低功耗方面的考虑,这也和Design直接有关。通常认为M0门电路少,它的功耗低,实际上并不尽然。因此,TI不购买M0授权是这样考虑:第一,它不会为客户节约成本,第二,它不会为客户带来更低功耗的产品。

会后,金安女士就记者的一些提问进行了回答。下面是要点摘录。

关于Luminary的收购

TI收购Luminary是一个双赢的局面。TI收购Luminary之后,整个这个产品线在TI上适用得非常好,与其它的产品线没有冲突,而且在TI与Luminary不一样的是,TI需要与整个ARM策略做结合。 并购之后,TI帮助Luminary搭建了非常多的产品,充分利用TI的软件平台,其次,TI做了一系列的推广活动,针对TI目前的渠道以及第三方工程师进行了全面的培训。TI还有一点优势:TI是全球最大的模拟器件供应商,也是嵌入式处理器最大的供应商,它有更多模拟器件库,把它加入到Stellaris的产品里来,而且非常方便。

关于多核MCU技术

MCU大部分的RAM和Flash都集成在一个芯片里,MPU大部分的RAM和存储器都是外接的。TI看到的MCU多核应用,除非你有几个特殊的应用需要双核,比如安全性。TMS570其中一个产品就是两个R4的核,就是需要很高安全度的核执行程序,一个核出问题,另一个核会执行处理或检测,这是我在Luminary看到的需求。其实TI也有双核的CPU,除了570以外,因为M3没有以太口,所以会把两个核放在一起,否则通常不会把两个核放在一起,否则就不叫单片机了,而是叫多片机,TMS570产品一样,两个核执行程序。因M3内核比较小,有可能后面看到这种趋势,把M3放到另一个单片机专职做通信。

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