恩智浦：Cortex-M打破传统微处理器划分方式

恩智浦半导体一直以来都是ARM Cortex-M系列MCU的忠实拥护者，除了大家耳熟能详的基于Cortex-M0 的LPC1000系列，2010年下半年，他还推出了整合Cortex-M4和Cortex-M0的非对称构架双核MCU--LPC4000系列。恩智浦半导体大中华区多重市场产品部市场总监金宇杰说，随着越来越多的半导体芯片厂商加入，以ARM为内核的MCU在单片机领域成为主流的趋势已经是不争的事实了。“未来，随着以M0为核的MCU在市场的推出和在传统8位、16位单片机领域的成功应用，针对不同应用领域的Cortex-M系列产品将取代现有的8位，16位以及32位MCU称谓，成为一种新的MCU划分方式。”

除了表现出来对Cortex-M的绝对信心，作为一家主要围绕ARM构架进行扩展的公司，金宇杰在接受与非网采访时为我们详细诠释了公司发展规划与产品特点，如下文示：

问：如何看待Cortex-M系列MCU阵营厂商日益增多的问题？

金宇杰：恩智浦半导体(NXP Semiconductors)近期推出的以Cortex M0、Cortex M3、Cortex M4为内核的单片机系列产品以及加上原来的ARM7， ARM9 的产品更是成为这一领域的独特风景线。

尤其是LPC1000（M0核）向8位和16位的应用领域的成功渗透和LPC4000（M4核）针对DSC（digital signal control）的需求推出，标志着恩智浦打破了业界的对单片机8位，16位和32位的传统划分，率先引入了以应用来定义各系列的产品。

基于ARM架构的32位产品，从M0至M3可以非常平滑地升级，包括编译器、引脚、软件、外设来说都是完全兼容。这给使用MCU的设计工程师带来了很大的便利。而一些采用32位专用内核的厂商所谓的8位与32位兼容，只是外设兼容，但是从架构、内核以及编译器来讲并不兼容，给客户升级带来困难。

目前ARM的生态环境已趋成熟，恩智浦半导体与ARM阵营的其它厂商一起推出了完全基于Web网络的工具，包括编译器还有相关的基础架构，这些工具能够让客户真正几分钟之内就生成原型。

问：同处Cortex-M构架MCU阵营，恩智浦半导体的解决方案如何与竞争对手进行PK？

金宇杰：Cortex-M是一个大家都可使用的一个核，但一个单片机的性能更多是由其架构和内部功能模块来决定的。恩智浦在产品的多元化和区别化方面独树一帜，以实现更高性能。

• 一、恩智浦MCU对ARM平台全系列投入。恩智浦Cortex-M0、Cortex-M3 和 Cortex-M4 全系列微控制器产品外配以成熟的ARM7、ARM9系列的产品，从性能、功耗和价格方面满足客户的嵌入式系统需求。恩智浦MCU的LPC1000、LPC2000、LPC3000和LPC4000系列单片机产品提供了新老产品的无缝兼容以及顾客可见的未来产品走势，提升了设计者选择恩智浦产品的信心。目前市场上基于ARM构架开发的厂商很多，但是能推出整套解决方案的公司为数不多，恩智浦是该领域的技术领先者之一。
   
• 二、在设计理念上的创新。如更低功耗，内置驱动程序以及不对称双核等技术的采用都体现了恩智浦产品与其它厂商的不同之处。以LPC11C00为例，其中就包含了行业标准的CAN软件芯片级ROM，使设计者能够将这些驱动程序与其自己的应用代码合并在一起，而能够将整个芯片级闪存用于其它应用。
   
• 三、恩智浦推出了自己的工具LPCXpresso，其标志着达到将工具链带给更广泛的用户这项工作的巅峰。在进入8位市场后，客户预期与现有32位市场中的客户预期略有不同，急需ARM环境的入门级工具，这将LPCXpresso推向了前沿。LPCXpresso所开发的是一个全面集成的工具链，在其中提供硬件和生态系统。我们能够在一个小型、低成本、小规格的主板上提供eclipse调试环境、IDE、编译器和目标评估系统板。我们将与更多能提供创新解决方案并利用此平台迅速进入市场的工具供应商合作。

LPCXpresso的一大设计优点就是：它是一个真正的开放平台，能容纳任何软件解决方案。除此之外，我们还采用了与最近发布、深受欢迎的mbed快速原型设计工具相同的规格。这种LPCXpresso主板设计为与最近发布的流行ebed快速原型设计引脚兼容。在完成评估项目或概念验证原型设计之后，用户即可转而使用基于LPCXpresso系统的更为正式的开发工具。这为新用户和领先的采用者提供了从ebed环境到正式软件验证和生产阶段的连续性。

此外，恩智浦与客户和市场共同成长和差别化上的另一个方式就是加强本土化设计力量。不同区域的客户会对MCU产品有着不同的需求，为了更好的把握这种不同，恩智浦十分重视创新技术的本土化，在中国，恩智浦已于上海成立了MCU设计团队，建立了完整的本地化设计应用方案支持系统，并获得诸多客户认可。恩智浦还将推出一系列针对中国市场优化的产品，并通过服务于强有力的本地支持，为中国客户建造一条通向创新应用的高速公路。

恩智浦LPC4000系列控制器

问：恩智浦半导体的Cortex-M系列架构MCU产品主要面向什么应用领域？

金宇杰：恩智浦LPC系列MCU重点推向智能电表网络、手持电子设备，工业控制，太阳能，电源管理等市场。凭借即将推出的LPC4000系列微控制器对高效的信号处理能力，可满足包括复杂电机控制、数字电源管理和嵌入式音频在内的多种应用需求，如马达控制、电源管理、工业自动化、机器人、医疗、汽车配件和嵌入式音频应用。

LPC1000系列帮助恩智浦进军整个8位和16位市场。8位市场的垂直化程度低于32位市场。在32位市场中可以看到许多SoC设计、许多自定义设计。而8位市场中更多的是通用产品，这些产品经过长期的优化和扩展，以适应具体客户需求。但它们仍然是较为通用的产品。因而，我们认为LPC1100已经达到了迈进8位中端市场的入门级水平，也就是32到48引脚产品的市场。

现在我们关注的并不是低引脚数的市场，也就是6引脚和8引脚架构——这些都属于非常低端的功能控制应用。在中端8位市场中，Cortex-M0具有显著的竞争优势。
 

问：2010年，恩智浦半导体基于Cortex-M系列的MCU取得了怎样的成绩？

金宇杰：2010年，恩智浦的Cortex-M系列的MCU已完成了从推广到设计采用再到其设计成功量产的过程，尤其是LPC1100 M0 系列的成功推出和在业界引起的巨大反响，吸引了越来越多的原８位MCU 应用的设计者也开始使用，达到我们的设计预期。

问：2011年基于该项技术恩智浦半导体有怎样的发展预期？

金宇杰：继续推动我们的LPC4000 微控制器系列。LPC4000系列是Cortex-M4 + Cortex-M0双核架构的非对称构架处理器，M4是作为主处理器完成微控制器的基本功能，如集成的中断控制器、低功耗模式、低成本调试和易用性等。此外，高性能数字信号处理功能，如单周期MAC、单指令多数据(SIMD)技术、饱和算法、浮点运算单元等也是M4的主要责任。M0作为协处理器，则用来分担Cortex-M4处理器大量数据移动和I/O处理任务，减小Cortex-M4带宽占用，使得后者可以全力处理数字信号控制应用中的数字计算。

非对称双核架构降低了功耗、成本和系统复杂性，为开发人员提供了单一芯片解决方案，让软件分配变得更简单。目前我们推出的产品只是M4+一个M0构架，未来随着用户需求的逐步增加，我们还有可能继续增加作为协处理器的M0数量，变成一个M4 + N个M0的结构。