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芯片领域的新突破

作者:Hank Hogan, Control Engineering编辑2007.10.09阅读 4178

  提到处理器CONTROL ENGINEERING China版权所有,人们往往会觉得嵌入式系统远不如它的堂兄弟台式电脑风光。但是Intel,AMD以及其他一些厂商,正开始将目光转向嵌入式市场,它们发现自动控制应用领域能最快地从新开发的技术中获益。

  Matt Chang是Opto22公司的一名硬件工程师。该公司位于美国加州的Temecula,是知名的硬件生产商和软件开发商。Chang一直从事于新产品的开发,在这个过程中,嵌入式控制芯片的固有缺陷曾经觉得很头疼。使用嵌入式芯片需要占用额外的空间,而这将会增加成本,消耗能源。因此,包括他自己在内的大部分自动化硬件设计师,都不太愿意选用嵌入式芯片。
  不过现在,他不再为这个问题发愁了。Chang说:“目前半导体行业最新的产品已经可以解决这个问题了”。
  随着半导体制造技术的发展,他解释道,晶体管的封装密度大大增加,从而在极小的空间内就可实现特定的功能。另外,像以太网或无线通讯这些过去的高新技术,现在已经很普遍。对于Opto 22公司来说,使用现成的半导体就可以进行专用设计,芯片成本明显下降,集成水平也获得了相当程度的提高。
  这种情况并不只是发生在Opto 22公司,受益的厂家也不只这一家

。让我们看看下面几家半导体厂商的情况就可以了解嵌入式芯片现今以及将来发展的情况。

芯片领域的新突破如图

  图1:对于嵌入式市场来说,Intel提供了生命周期长达5-7年的解决方案,就像现在的酷睿双核处理器和Q965芯片组。过去,这样先进的芯片投放在嵌入式市场的时间会远远晚于桌面电脑控制工程网版权所有,而现在,这个差距几乎为零。(来源:Intel公司)

  在Intel
  众所周知,Intel公司坐落于加州的Santa Clara,以制造微处理器而闻名。Intel嵌入式通信集团区域市场经理Phil Ames告诉作者,在INTEL进军PC市场前,一度作为世界最大的芯片供给厂商在嵌入式系统的市场上享有盛名。
  今年1月,Intel公司宣布制造出了首款采用45纳米生产工艺的晶体管,这是在目前芯片技术上的突破,这意味着在针尖大小的地方就可以容纳3千万个这种晶体管。公司预计在下半年开始投入生产。如果是在五年前,这项技术突破对于嵌入式芯片意义不大,因为,在嵌入式技术和最先进的处理器之间存在着严重的滞后,两者之间至少存在2年的差距。现在不需要再担心这个问题了,Ames说,“现在基本上已经没有滞后了”。
  他提到了2006年的两件事,Intel公司宣布将多核技术用于台式电脑后,短短几星期内,与之兼容的嵌入式芯片就生产出来了。这种先进技术在很多方面都会有利于自动化应用的发展。
  例如,带有多个独立处理器的芯片,可以保证在实时操作系统中,一个处理器用于操控自控机械,另一个处理器可以用于企业运营。因此,整个控制系统无论对于处理循环进程和系统内存,都不会出现供不应求的状况。Ames提到更大的优势在于有足够大的内存空间来处理工作,可以降低能耗。实验表明,同样完成两次操作,和单核处理器比较,双核耗能减少40%——降低能耗,这是嵌入式技术应用的一个重要的优势。
  不是每一款Intel芯片都是嵌入式的。公司会同时对芯片及其制造工艺进行考察,以保证在五到七年中,公司对该款产品都有足够的生产力和供应量。Intel这么做,是因为工业级应用产品比普通的消费品使用寿命长,在斥巨资投产之前,必须确定所选的产品有长效的使用寿命。“一旦考察完成,而我们能够保证这些产品的使用寿命,这些产品就可以投入使用或是作为嵌入式芯片的样品,这与我们台式机配置的处理程序稍有不同。”Ames说。

  图2嵌入式应用的主板经过来自各方、而不仅仅是芯片制造商的的试用和检验这个过程可以确保最新型的芯片在这些应用中正常工作这…
  图2:嵌入式应用的主板经过来自各方、而不仅仅是芯片制造商的的试用和检验。这个过程可以确保最新型的芯片在这些应用中正常工作。这些主板配置不同,可以支持处理器、接口和软件的不同组合。(来源:AMD公司)

  与此同时,在另一个小镇里
  AMD公司,位于加州的Sunnyvale,是INTEL公司的主要竞争对手,也是嵌入式芯片的主要供应商。AMD的嵌入式策略管理部门的区域经理Jeff Chu说www.cechina.cn,他说,同等程度的操作过程,服务器和嵌入式之间的技术滞后现在大概是六个月左右,比以前的严重滞后已经有了很大的改善。
  Chu说www.cechina.cn,不论发布何种新产品,AMD公司都采用最新的技术以适应嵌入式市场的需要,包括产品的使用寿命控制工程网版权所有,以及产品的能量损耗这些要求。例如,他提到,AMD发布了双核Athlon芯片,配备了额定功率35瓦特的电源,足以满足更高端的嵌入式应用。然而,处理器也可以将电源功率设定为12瓦。“你可以调节电源功率以降低能耗。”Chu说。
  这种可选择功率的处理器应用在工业用的单片机中。同时AMD还推出Geode系列的产品,Geode是一种结构紧凑且低功率的处理器,配备通用1.3瓦特电源,运行频率为433MHz。这类产品在最大变化范围和最大可用范围内,可以运行所有微

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