从i.MX RT看嵌入式处理领域发展趋势

从i.MX RT看嵌入式处理领域发展趋势

随着万物互联时代加速到来，嵌入式工程师在MCU和MPU之间进行选择时处于两难境地。

不同的历史时期对技术和产品有不同的要求。

进入IoT时代，面对海量的连接和丰富的应用，技术和产品必须性能更高（比如计算能力、安全性、集成度以及可扩展性等）而整体成本则要更低，同时在功耗和体积方面也有更为苛刻的要求。

在嵌入式处理领域，我们习惯微控制器（MCU）和应用处理器（MPU）凭借不同的优势各自为营，互不干涉。MCU集成了片上外围器件，应用于对成本、灵活度要求高的应用场景，支持RTOS等开源实时操作系统，而MPU不带外围器件，支持Linux、安卓等操纵系统。常见于手机、平板等应用中。

因此，设计人员和制造商通常依据设计的必要性提供两种不同的解决方案：需要经济实惠和灵活实用的应用场合使用MCU，超出用微控制器功能范围的设计则会选择使用MPU。

随着万物联网时代加速到来，嵌入式工程师在MCU和MPU之间进行选择时处于两难境地：如果使用MCU就难以达到MPU的性能和集成度，如果选择MPU，性能达标，但物料成本上升。如何将两者的优势综合体现？最简单直接的途径便是将两者合二为一，取长补短。

对于两者合二为一的好处我们可以通过恩智浦公司针对中国市场研发设计的跨界融合处理器——i.MX RT为例进行说明。

通过跨界整合，造就了i.MX RT处理器的突出优势。高性能：主频高达600MHz，而市场上同类解决方案的最高速度只有400MHz；配备高达512KB的紧耦合内存，中断延迟低至20nm，可以使满足目前用户点一下按键就要快速做出反应的需求。高集成度：集成了2D图形加速引擎、并行相机传感器接口、LCD显示控制器和3个I2S，适用于GUI和增强版HMI的高级多媒体。低功耗：集成直流-直流转换器，实现尽可能低的动态功耗。开发简单：采用了MCU的应用架构，开发者可以利用现有的工具链，快速开发和制作原型，而不用再学习Linux和安卓，从而节省设计时间。低成本：据称10K的转售价格不到3美元。

除了技术实现，MPU与MCU的融合对于制造工艺来说也是一个挑战。

如何在确保高性能的同时保证低成本？这看上去似乎是个“悖论”。而i.MX RT做到了这一点，解决之道是FD-SOI技术工艺。恩智浦公司给出的解释是：第一，芯片制造成本和复杂度越来越高，需要利用市场上已经有的28nm的生产制造器材；第二，用户需求日趋多样化，比如对模拟的要求、对RF的要求，有的应用要求功耗非常低，有的应用要求快速唤醒，可以和网络和云进行通信，在应对诸多需求时，FDSOI是最适合的一个芯片制造工艺。

“传统的BULK设计理念，客户会根据功耗需求选择节点，每个节点都有固定的设计库，如果客户想设计高性能的产品必须要跳到另外一个节点选择另外的设计技术。FD-SOI比传统的BULK技术有更宽的工作范围，给用户更多的设计节点，它的应用场合比三维晶体管技术更为广泛。”恩智浦资深副总裁兼微控制器业务线总经理Geoff Lees如是说。

本刊记者：孙杰贤

E-mail: sunjx@phei.com