arm通用内核引起mcu市场大洗牌 -凯发app

飞思卡尔半导体已宣布了全新的基于arm cortex-m0 处理器的kinetis l系列微控制器(mcu)，入门级 kinetis l 系列mcu的首批试用样件计划于第二季度提供。这是业内首家基于cortexm0 的mcu，飞思卡尔能够以如此快的速度推出kinetis l系列器件要归功于在cortex-m0 核心的开发过程中与arm开展了紧密的合作。

cortex-m0 的目标直指8位mcu市场，这是arm一直想覆盖但是还没有真正做到的事情，关键还是成本与功耗仍旧无法满足这个市场的需求，现在m0 内核的出现使得arm有机会侵蚀现有的8位mcu市场，据飞思卡尔工业及多元化市场微控制器产品部资深全球产品经理陈丽华透露， kinetis l系列产品的bom成本已经小于传统的8位mcu，而且在能效方面已经做到业界第一，这对传统的8位和16位mcu的冲击将会是非常大的。根据世界半导体贸易统计协会的数据，2011年的32位mcu市场增长超过10%，而8位mcu同比下降17%。实际上原有的8位和16位所占据的应用市场没有下降，而是部分市场被32位的mcu替代了，当然这其中主要是arm的cortex-m内核。基于这个市场趋势，飞思卡尔的mcu策略就是全力下注arm架构mcu，以争取在这个高速发展的市场内获得最大的份额。

英飞凌科技同样在近期推出了全新的xmc4000 32位单片机产品家族，它们选用arm的cortex-m4处理器内核。英飞凌工业与多元化电子市场事业部单片机业务高级产品市场经理gabriela born指出:"使用cortex-m内核的mcu会与他们原有的32位tricore内核mcu形成差异化定位，tricore内核产品将会在高可靠性的汽车电子市场占据主要位置，使用cortex-m内核的xmc家族产品则使用在工业领域。"飞思卡尔在较核心的汽车电子产品里还是使用了自己的powerpc内核，而在车载娱乐系统中则使用cortex-a内核产品。ti的mcu产品也是自有内核与arm内核产品同时提供，以满足不同客户的不同需求。

飞思卡尔、英飞凌等巨头也拥有自己的mcu内核，为何会大量使用arm内核甚至合作开发新一代的cortex-m的内核呢?这不会形成左手打右手的形势吗?飞思卡尔微控制器事业部全球产品经理曾劲涛认为:"我们现在的mcu的市场份额低于10%，所以我们的历史包袱并不大，我们着眼于的是增量市场，原有的产品线仍旧会继续开发产品以满足原有客户的升级需要，这些产品仍旧有特定的客户与市场，我们不会放弃。"这个m0 的内核实际上针对的是家用电器、便携式医疗系统、智能电表、照明、电源和电机控制系统等市场，arm的新闻稿里突出了物联网的概念，这些市场都是arm还未涉足的领域，也是它希望攻克的市场。

但是在mcu市场具有更大市场份额的两大巨头瑞萨和microchip对arm核心的mcu产品至今没有动心。microchip产品营销经理erlendur kristjansson明确表示:"microchip致力于使内核要求与应用的外设和系统要求一致。我们相信对于目标市场中的mcu，mips架构能提供最佳的性能和可扩展性。"而对于arm内核在生态系统的优势地位，他认为:"arm生态系统不能直接转换至mcu领域。每家mcu供应商均不得不开发自己的生态系统，因为它与每款mcu中的外设息息相关。"

那么arm架构的mcu是否能够形成对mcu市场的统治呢?曾劲涛认为:"这要看arm的主要合作厂商的表现如何，毕竟现在最大的两家8位mcu厂商瑞萨和microchip都没有使用arm内核，能否争取这两家大厂的支持，以及现在使用arm内核的大厂本身的市场表现是arm能否在这个市场获得优势的主要因素。尤其是现在飞思卡尔、ti、意法半导体、nxp这几家大厂都在力推arm内核产品，他们如果能够做出更有竞争力的产品来取代原有架构的产品，这是竞争的关键。" 显然作为原有格局的既得利益者，他们不会这么快向arm低头，mcu市场的复杂性和多样性也使得arm内核的生态系统优势不像应用处理器市场那么明显，现在是相对弱势的厂商利用arm的生态系统去冲击原来的主导厂商，从以往历史来看，只有当前两位的巨头也低下高贵的头颅，arm在mcu市场的真正统治才会来到。

arm公司ceo warren east日前在semico research公司影响力大会(impact conference)上针对ip生态系统发表专题演讲。east谈到了智财权(intellectual property；ip )的演进与成长等议题。他强调，展望未来，ip领域还需要更多的合作，特别是在垂直与水平层面的整合。 ip公司必须与芯片厂商密切合作。虽然半导体厂商总想坚持他们所强调的差异化特色，但这可能不利于开发成本的降低。

在过去20年来，arm公司已经推动了无线的移动性。无晶圆厂ic设计的经营模式已经降低了成本，并催生出许多的企业。ip具有其价值。east并引用semico research公司的预测数字指出，2012年整体ip营收可望达到30亿美元，实现25%的成长。

业界对于芯片设计的种种要求不断地增加。目前的芯片已经是一个系统了。电路板的复杂度也已经大幅转移到芯片上了。设计者在进行芯片设计时必须权衡功耗与性能，因而也出现了专为特定任务设计的优化处理单元。

在更先进的工艺节点上，芯片供应商在复杂的soc设计上必须处理约50%的设计反覆(re-spin)问题，因而使其难以打入市场。开发成本也持续增加──以一款14nm的全新soc设计而言，其成本已经达到2亿美元了，但其中有一半以上的开销都用在软件上。east指出，业界显然已无法承受这些费用了。然而，我们以前就经历过同样的这些趋势，业界总能找到一个得以重塑自我的方法。

ip的水平整合指的是在同一芯片上的不同功能之间得以共同运作，包括cpu、rf、系统ip、图形、视频与音频等。对于降低成本而言，标准化的建立更形重要。east指出，业界有70%的soc设计都采用了arm公司的amba芯片系统架构。

垂直整合则包括处理器、系统ip、物理ip与软件。有些芯片供应商致力于寻求产品的差异化特色，但这可能会使其适得其反。east说，随着每一个更新的先进节点出现，物理ip的开发成本也与之俱增，但有些芯片厂商仍坚持自行开发，而不想依赖ip供应商。但他以一个客户的成功案例表示，松下半导体公司(panasonic semiconductor)公司由于取得了arm处理器最佳化套件(pop)授权，缩短了40%的产品上市时间。据east表示，只要市场能够持续进展，产品是否差异化并不那么重要。而一款有助于生产就绪的物理ip则带来实质的助益。

从应用程序到晶体管，垂直整合中的每一个元素都十分关键。这种垂直合作还可扩展到软件。east还谈到arm soc所用的linaro开放软件。linaro开放组织整合并优化开放源代码linux软件与工具。正如同amba一样，这是一种有助于降低复杂度的标准。

east指出，目前所面临的最新挑战来自于以系统为导向的设计。为了克服这一障碍，ip生态系统中的各方厂商必须与系统供应商之间积极展开垂直与水平合作。arm公司ceo建议与会者必须采取一种系统级的全新观点，以期为整个芯片生态系统大幅降低成本。