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Microchip新发布32位单片机,MIPS vs. ARM
wangying | 2009-11-19 16:43:06    阅读:9930   发布文章

  ——采用MIPS核做单片机可谓“前无古人,后无来者”,但其80MHz主频敢挑战ARM 100MHz单片机!11月18日,新一代32位PIC32位又问世了……

特立独行,一鸣惊人

  2009年11月18日宣布,在Microchip宣布和MIPS合作2年后,又有重大举措,在2008年4月80MHz 32位PIC32MX4单片机(MCU)产品组合的成功基础上,推出3个全新系列单片机PIC32MX5/6/7(http://www.eepw.com.cn/article/99978.htm),基于MIPS M4K芯核,提供高达128kB的RAM和广泛的连接选择。

  敢和ARM抗衡,这底气有多足?!不过要了解此原因,需先了解Microchip的成长历史:在沙漠里的凤凰城冒出,当年定位做8位单片机,曾有人质疑一家新公司为何不搞点儿“高科技”、非搞业已成熟的8位单片机?但成立十余年,在芸芸众商的8位单片机(MCU)市场06年却成了营业额老大;16位单片机市场一直不被多数MCU公司看好,但2004年开始Microchip却逆潮流而动,目前已有200多个产品上市;终于顺着业界的“客观规律”,2年前该公司宣布要出32位单片机,但是,却特立独行地采用了MIPS M4K芯核,如今仍“前无古人,后无来者”;今天,在原来32位家族一个系列基础上,一下子又推出了三个系列!

  看看Gartner对Microchip的评价吧!Gartner半导体调研总监Amy Leong在《电子产品世界》2009年11期中撰文写道,“就利用落后于前沿制程、以较低的资本投入获利而言,MCU市场的商业模式证明是令人满意的。Microchip公司是该市场上一个众所周知的成功故事。作为一家‘主营’MCU产品的供应商,截止于2008年底,Microchip公司已经连续73个季度实现盈利。……Microchip公司的成功引发了2008年市场上的激烈竞争。”

MIPS综合性能指标

  Microchip为什么选用MIPS核,而不是ARM核?

  该公司高性能单片机部门副总裁Sumit K. Mitra说,在考察所有可以使用的32位核时,Microchip对MIPS的印象是比较好的,因为MIPS整个系列的性能都非常高,工具支持也比较全面,有很多标准的支持,此外第三方厂商也提供支持。

  中科院计算所也选择了MIPS核合作,认为MIPS架构是个简洁、干净的架构。虽然Microchip选择的M4K只有80MHz,没有ARM7的平均100多MHz高,但是由于MIPS的简捷,多家处理器评估机构认为PIC32的处理能力总体平分更高,而且Microchip的指令多为单条指令,比多指令执行速度更迅捷。

表1 多家评估机构对PIC32与其他MCU的比较

PIC32三系列的关键词

  当然,仅仅靠内核的成功是不能成为单片机市场的佼佼者的,还需要性能、渠道和服务等综合考量。由于中国市场份额占Microchip的20%,该公司把新闻发布会的第一站就选在了中国,早在11月11日就在北京向新闻届吹风,Sumit在会上说,这次新产品的主要特点是:“它包括以太网、CAN和USB的接口,有128kB的RAM,主要特点就是强大的性能、连接性和数据处理。”

  因此,这三系列单片机产品的三大优势是:一是性能,二是数据处理,因为有DMA,对内可直接访问;三是强大的连接,所以任何在这三方面有要求的应用都是适合的,比如条形码、扫描器,还有一些家电产品、图形显示的产品,有联网需求的应用等。


照片1 Microchip高性能单片机部门副总裁Sumit K. Mitra。这位核心人物20年前曾在Intel的单片机部门做开发工作。后来Intel放弃了单片机开发。

PIC32 MX5/6/7技术答疑

  接着,Sumit解答了在京记者编辑们的一系列问题。

  问:单芯片上大RAM的好处?

  答:很多软件工程师都喜欢比较大的RAM,因为一般处理运行起来比较方便,只需要40-50kB的RAM就可以了,剩下的内存可以用于其他的应用;此外对于Web应用来说,也是如此,因为它可以支持多个网页,这也是由于它的RAM比较大,还有对于显示来说,大RAM也有好处。

  但对于很多32位应用来说,一般都要使用外部的存储,而PIC32新单片机,因为它是一个单芯片的解决方案,成本更低,这是我们的一个竞争优势。

  问:32位MCU可以取代16、8吗?何时选择32位MCU?

  答:确实现在的工程师会选择32位,我们可以回头看一下10年前,一两年的比较是不够的,如果看10年的时间段趋势就很明显了,现在即使在很多低端的应用上也会有更多的工程师选择32位,因为开发起来更方便,使用和开发也很容易,性能更高,成本更低。

  但,并不意味着32位单片机的市场在发展,其他的市场就在萎缩,其实同时我们看到8位、16位市场也在不断的发展。

  问:如何通过片上调用接口保证高速数据传输?

  答:这是几项技术的结合,PIC32的DMA是内置在M4K核上的,这也是由其矩阵模式所决定的,CPU的运行是从寄存器上运行,所以总线的多数时间是空闲的,可以是有利于数据的访问。DMA的引擎是微芯公司自己设计的,还可以进一步改进,让速度更快。

  即使我们有一个很快的DMA引擎,如果这个总线不能保持在一个空闲的状态,就不可能保证数据的高速传输,Microchip认为内置架构是比较适合这种运行模式的,但是其他架构就不一定了,也许需要一些改动才能够满足这个功能。

  问:除了核的选择之外,PIC32还有其他什么技术突破或者技术优势来使的我们能有这么优异的性能?

  确实随着Microchip从8位到16位到32位单片机产品的演进,我们必须要有更多的先进的处理技术,比如我们这个就是选用0.1微米的制程工艺技术,在未来的产品会采用下一代的技术,我们会设计更多的、先进的工具来支持我们的产品开发。

  问:Microchip发展路线图?

  Microchip第一款PIC32是在08年4月开始投产的,六个月以后又推出了一个带USB接口的新产品。由于32位单片机设计的时间是比较长的,那么在一年之后公司才推出了此次三系列。

  有人认为金融危机影响了产品推出,实际上是因为32位单片机的整个设计周期会比较长。未来Microchip每年都会推出一次新的产品。

Microchip的整体优势

  Sumit介绍说:微芯还有一个非常独特的优势,就是该公司所有8、16和32位的器件是充分兼容的,所有的这些全系列的产品都使用的是同样的工具,可以提供单一的开发环境的支持,软件库也是全面兼容的,对于客户来说使用起来非常方便,所以他们的单片机会非常愿意选择微芯作为他们的支持供应厂商。

  问:32位推出时间较短,如何与市场上既有对手,尤其ARM体系抗衡?

  A:和我们8位的产品战略是一样的,因为我们在上世纪90年代退出8位的时候,当时微芯公司也是新进入市场的,当时我们采用8051的这个标准,十年以后就占据了市场第一位的份额,因为我们给客户提供全面的支持,从硅片到工具软件库、硬件工具都是支持的,而且我们在世界各地都有我们的团队为客户提供服务,用户选择了微芯,就不用再找其他的厂家来支持了。

  此外,客户在选择供应商的时候,会有很多非技术的因素,因为第一我们是在全球范围内提供技术支持,第二我们在产品布置的时间方面是比较一致的,而且供货周期短,我们竞争对手有时需要20~30周的时间,这对于客户来说并不是很满意;第三件我们很多产品都是长期生产的,有一些产品会有15年以上的在不断的生产,对于客户来说这是一个很有利的因素。

  问:Microchip大概已有6.3万客户,是怎样对这些客户进行支持的?

  答:微芯在全世界有一个规模很大的支持团队,有很多销售工程师和现场应用工程师,现场应用工程师全球有200多人,在工厂内部还有一两百名工程师,都全力支持Microchip的客户。当然Microchip不是直接和客户打交道,多数客户是经过经销网络来接触Microchip的产品,但是Microchip让任何想需要Microchip的支持的客户,都可以直接来找Microchip帮助。该公司提供全天候的电话和网络支持,在客户找到Microchip的时候,Microchip不会问你买了多少公司的产品,所有的客户Microchip都可以提供支持。

  例如,Microchip在中国已有十个培训中心了,这些培训都是免费的,顾客可以到Microchip任何一个培训中心,由Microchip或者20多个代理商来亲自向他们提供课程,总共加起来一年在国内培训一万个工程师,另外还有大学的学生的培训。所以可以支持在中国差不多五千多个顾客。

何谓“单片机”?

  笔者也注意到,绝大多数公司目前把MCU直译成“微控制器”,但是Microchip一直坚持称MCU为“单片机”。就字面上Micro-Controller Unit而言,确实是“微控制器”。我国之所以称MCU为“单片机”,也主要源于上世纪80年代Zilog单板机在我国广泛流传,这种单板机的核心是Zilog公司Z80 MCU芯片,与当时流行的微机(现在主要称PC)、单板机相对照,把MCU称为单片机。

  笔者虽没有考证,但是认为Microchip一直沿用单片机的用意是,其单片机的发展方向包含更多的模拟功能、接口和内存,因此是个单芯片的完整解决方案。

  了解了以上这些,对Microchip的一系列产品和战略脉络,是不是就明了了?

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