相關文章

538610c89235b0f09169b889f65e8094d4573389 先前筆者介紹了ARM架構的由來與授權方式,相信各位讀者也對ARM有了相當程度的認識,也知道,ARM不僅代表了處理器品牌,也是代表IP(智財)授權的一種架構模式。另一個ARM的特色就是應用範圍非常廣,廣到路邊隨便拿起一台電子產品,裡面有ARM存在的機率,連立委都會說高達九成! 一般而言,ARM處理器大都是被當成智慧型裝置的系統核心,另外它也可以被製造成各種多元用途的晶片。包括系統整合商自己設計適合的ARM架構,或是從IDM廠商購買晶片成品,或者和IC設計公司一起合作,再兜成最終產品。

phone

▲行動通訊產品中,已是ARM的天下。(圖片來源:電電時代)

從ARM的各種IP授權模式來看,不同的方案就會設計出不同的產品,它們分別是:

1. 高性能產品

這類核心大多應用在數位家庭的影音播放裝置、行動通訊(高階智慧型手機)與多媒體系統(PMP、SmartBook)、高階網路通訊設備等。這些產品對於系統的反應速度要求比較高,所以處理器的效能需求也高。它們一般是採用ARM11、Cortex-A5、Cortex-A8/A9,如果是多媒體應用的話,通常還會加上3D處理,及多媒體編解碼IP,這些IP除了可以向第三方購買,也可以直接向ARM購買一些相關的IP授權。

2. 主流產品

此區間產品主要講求系統功耗及效能之間的均衡、或者是對系統性能要求不高的嵌入式設備,這類產品大致會出現在一般多媒體播放系統(PMP、具備影片播放功能的MP3隨身聽等)、電子書產品、電子遊戲裝置(NDS、韓國Gamepark推出之GP2X)、或電腦系統的板卡之中(常見於電視卡之類的多媒體卡、部分網路卡、儲存卡等)。

3. 低價產品

低價核心所搭配應用的裝置並不一定是屬於低價品,許多家電系統中,常有整合UI(人機使用介面)或網路連接功能的需求。裡頭的CPU就有可能是本類的架構,此外,市面上一些僅具簡單螢幕介面,或甚至沒有螢幕的MP3隨身聽,功能雖然較中高階產品單純,但因為往下一類的MCU性能不夠高,中高階產品性能雖強,但價格太貴(家電產量高,單一CPU核心差個幾塊美金,整批貨的成本可能會相差到幾百萬美金),這類型的產品便可以採用相對便宜的舊核心。比如說ARM7,雖然已經推出超過十五年以上,架構非常久遠,但是穩定性高,加上開發資源也完備,藉由製程的改進,直到現在依然是眾多嵌入系統廠商的最愛。

whitegoods

▲過去家電的控制往往是交給8051之類的低階MCU,但隨著UI的複雜化、連接播放功能的強化,未來將可見到更多產品改用ARM架構。(圖片來源:www.whitegoodss.com

4. 微控制器(MCU)

其實ARM在微控制器這方面算新手,MCU算是較低階的控制器,通常是給沒有使用者介面,或者操作功能陽春的相關產品使用。但這塊領域過去被8051家族所統治,8051是Intel在1981年所推出的一款處理器架構,屬於MCS-51系統單晶片的一種,後來Intel將8051的智財轉售給幾家IC設計大廠,這些公司利用8051的指令集,擴展出極為龐大的家族,從手錶、玩具、家電、交通工具、工業設備等,無一不是8051的勢力範圍。

經過數十年的發展,8051成為目前最普及,價格也最低廉的嵌入式核心,當初ARM想要挑戰MCU這塊市場,其實許多業界人士也不抱樂觀態度。因為8051太便宜太普及了,而且客製化自由度高,又不用付權利金,ARM這個貴三三的東西,在價格戰怎麼打也玩不過8051。

但隨著時間過去,8051架構上的弱勢還是逐漸被發現,比如說,因為8051是8位元的架構,其記憶體控制能力非常的差,除了無法存取大容量的隨機與唯讀記憶體,遇到複雜的嵌入式系統甚至可能會面臨程式碼裝不完的窘境。另外,8051周邊連接能力也偏弱,現在各種家電、消費性3C產品都想朝跨應用、跨網路連接發展,8051對此就顯得捉襟見肘。

基於以上兩點,ARM便強打其基於32位元架構MCU,其訴求便是適合未來功能逐漸複雜化、使用者介面越來越華麗,並講求更多元連接能力的產品。因為ARM架構擁有豐富的開發資源,且同時針對8051軟硬體設計了一系列的相容解決方案。因此,面向MCU市場的Cortex-M3架構推出之後,主流半導體公司都積極導入,就連最封閉的日本半導體市場也都紛紛採用,ARM在MCU市場上,著實打了漂亮的一仗。

下次,筆者將針對ARM在行動應用上的發展,看看它在我們的手機裡面玩什麼把戲!

【編按】Dark Eric目前是自由作家,過去曾在幾家專業媒體撰寫比LP充血還要硬的技術文章,對半導體技術與市場之類的怪玩意有點小研究,如果大家也想成為特約作者,歡迎來信tb@techbang.com.tw與我們討論。

使用 Facebook 留言

F62956dacce8e7f95d3224469c9aefc5?size=48&default=wavatar
1.  Alex (發表於 2010年1月07日 18:46)
ARM發展緩慢(還是產品週期太長?)
就是沒有x86這邊Intel那種速度的製程、世代更替
但是似乎也開始往64位元和多核的省電又效能發展了
不然ARM7真的用到NDS還在用呢...
Dark Eric
2.  Dark Eric (發表於 2010年1月07日 20:27)
ARM的世代交替期真的灰~常~長....
一款處理器從概念發表、開發,到上市,可能要兩年,然後送樣給客戶,客戶評估,到實際採用產品上市又要一兩年,然後要看到這顆處理器在終端產品裡面被採用,可能又要花掉一兩年的時間,然後一顆處理器大概可以在各種產品中被用個三四年不會淘汰(舉例來說,基於ARM11的高通MSM7200從2006年底發表到現在,已經經過了三年多了,到現在還是主流產品)

但是ARM對64位元目前是還不感興趣啦,對嵌入式系統來說,64位元並沒有太大的好處,MIPS早早推出了64位元處理器架構,採用的也沒幾家,最早應該算是N64這款死在半路的遊樂器了....
7acf131bec26eb451b6f60414875347c?size=48&default=wavatar
3.  Charlie20083 (發表於 2010年1月08日 10:17)
Nintendo DS (Lite) 是 ARM9 66MHz + ARM7 33MHz "雙核心"喔!
但會不會兩顆一起上就不知道了...
(Wiki上說會!)

據說老任下一代掌機會用NVIDIA Tegra,
再來看看吧!
(把PSP打趴吧!)

假如能在DS的遊戲中開反鋸齒,
我一定買!
(想太多了吧...)
B41eacf42507a6a5e9a32f756da78bc5?size=48&default=wavatar
4.  CloudEX (發表於 2010年1月08日 12:16)
@Charlie20083
NDS要反鋸齒,首先要提高解析度以及處理點距的問題...XD
Dark Eric
5.  Dark Eric (發表於 2010年1月08日 17:09)
直接期待Tegra2吧,比起一代,Tegra 2直接上Cortex-A9雙核心版,加上1個ARM7與速度快了兩三倍的相關多媒體編解碼繪圖核心,這隻多頭怪獸絕對是基於ARM架構下最強大的產品之一啊!
34b9f77d69a99c0ae8754092784e0d3f?size=48&default=wavatar
6.  我只是一個臺灣人 (發表於 2010年1月08日 23:37)
N64也沒有死在半路上吧
任天堂雖然在日本讓出龍頭寶座
但N64在歐美可是活得好好的

64DD是真的胎死腹中吧!

發表回應

謹慎發言,尊重彼此。按此展開留言規則