浅谈ARM智能工业嵌入式微处理器

　　在科技飞速发展的今天，我们周围一切都发生着翻天覆地的变化，而传统工业也正经历着一场有着“第三次工业革命”之称的深刻变革。这场变革正发生在我们的身边，其核心是“制造业数字化”，即为“智能工业”。

　　“智能工业”是将具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能化的新阶段。智能工业的实现是基于物联网技术的渗透和应用，并与未来先进制造技术相结合，形成新的智能化的制造体系。所以，智能工业的关键技术在于物联网技术，而物联网技术的基础在于智能嵌入式系统应用。嵌入式微处理器具有性能强大、体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。现阶段ARM微处理器作为嵌入式系统主流趋势代表，受到越来越多的关注。由于ARM公司通过授权方式与全球主要半导体公司均有合作，导致ARM芯片类型繁多，应用方向各有侧重，增加了国内开发者进行芯片选型的难度。

　　在消费类电子中主要有苹果、高通、三星、英伟达等公司的ARM芯片主宰江湖，这些公司生产的 ARM芯片性能强大，接口丰富，扩展性强，程序移植方便，但生命周期短、不能适应恶略环境等特点并不适合智能工业应用。智能工业领域所需的ARM芯片要求有更高的可靠性，更强的环境适应能力，更长芯片生命周期。接下来将介绍两家有代表性的ARM智能工业嵌入式处理器的公司飞思卡尔（Freescale）和德州仪器（TI）以及其相关的嵌入式处理器产品线。 

飞思卡尔半导体i.MX系列ARM处理器

公司简介

　　飞思卡尔（Freescale™ Semiconductor），是美国的半导体生产厂商。2004年由摩托罗拉半导体部组建。总部位于德克萨斯州奥斯汀，是全球领先的半导体公司。飞思卡尔的主要产品为面向嵌入和通讯市场的芯片，同时飞思卡尔还是POWER体系芯片的重要提供商。飞思卡尔也是第一个将MRAM商业化的厂商。

ARM系列

　　飞思卡尔自ARM7开始即与ARM公司开展合作，经过不断的换代升级形成了独特的i.MX系列多媒体应用处理器，以其出色的性能、超低的功耗和丰富的多媒体内容的支持，受到全球开发者的青睐。截止2013年初已正式推出基于ARM CoertexA9的包含单核、双核、四核在内的i.MX6X系列处理器。飞思卡尔i.MX处理器主要面向工业、监控、汽车电子等行业。

工业应用

　　优势：芯片生命周期长、性能稳定、具备为环境苛刻的应用，如军事、航空航天、工业和汽车系统等提供的工业级至汽车级的产品。值得一提的是飞思卡尔在汽车电子领域占据了70%的行业份额，被称为汽车电子中的“英特尔公司”。基于汽车行业自身特点，飞思卡尔芯片的温宽、稳定性和8-10年的生命周期都非常适合工业方向的应用。

　　劣势：

　　1、芯片成本较高，开发难度较大。

　　2、原厂推荐周边芯片均为欧美芯片，采购难度大。一般需要通过国内的飞思卡尔第三方独立设计公司（IDH）协助，完成本土化工作。 

      3、飞思卡尔技术支持力量主要针对一线客户即国际化大公司如微软、博世等，国内公司很难从原厂获得必要的支持，也需要通过第三方公司协助。

飞思卡尔i.MX系列嵌入式处理器，见下表。

德州仪器（TI）OMAP系列ARM处理器

公司简介

　　德州仪器（英语：Texas Instruments，简称：TI），是世界上最大的模拟电路技术部件制造商，全球领先的半导体跨国公司，总部位于美国德克萨斯州的达拉斯。德州仪器的历史可以追溯到1930年，以开发、制造、销售半导体和计算机技术闻名于世，主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。除半导体业务外，还提供包括传感与控制、教育产品和数字光源处理解决方案。

ARM系列

　　TI 所生产 ARM 解决方案的数量超过其他任何制造商，始终稳居 ARM 型产品头号供应商的地位。TI 整个微控制器 (MCU) 和微处理器 (MPU) 产品系列拥有近 1,000 种极具差异化功能的 ARM 器件。TI 其它基于 ARM 的解决方案包括应用极广的OMAP移动应用处理器、达芬奇 (DaVinci) 数字媒体处理器，以及Integra DSP+ARM处理器等。

工业应用

　　2012年底由于智能手机和平板电脑芯片市场上的失利，TI宣布开始将处理器重心转向工业、汽车电子等领域，更加专注于具有较长生命周期的嵌入式应用上，这无疑对智能工业嵌入式处理器发展是一个利好消息。

　　TI面向工业、军用领域主要是Sitara系列嵌入式处理器，见下表。

　　可以预见，随着智能工业化的快速推进，以ARM智能工业嵌入式处理器为代表的智能工业嵌入式系统在不远的将来必会得到广泛应用。鉴于现阶段优秀的ARM智能工业嵌入式处理器都由国外公司提供，国内的研发公司和机构在选型、采购、沟通、对接、技术支持和完成项目本地化方面，会遇到方方面面的困难，而有些困难仅靠自身难以解决。为此建议通过国内的第三方独立设计公司（IDH）协助解决。这些独立设计公司多集中在北京、上海、深圳等国内科技前沿城市。其中一些公司如飞思卡尔系的辰汉电子和TI系的合众达等有原厂背景，公司骨干成员曾在相关外企技术部门任职，这些公司经过多年的经营，具备稳定的供货渠道与足够的技术储备，可以协助国内研发公司与机构解决研发不同阶段中遇到的一些问题，避免多走弯路。在此，预祝我国智能工业革命成功！