生活在多媒體時代
曾幾何時，我們印象中的嵌入式系統(tǒng)就是一種專用的計算機系統(tǒng)，作為裝置或設(shè)備的一部分。事實上，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備，如手表、微波爐、錄像機、汽車等，都在使用嵌入式系統(tǒng)。只是彼時，嵌入式系統(tǒng)似乎和多媒體應用以及多媒體人機交互還很遠。
技術(shù)的腳步總是讓我們看到以前無法想象的應用出現(xiàn)，如今，我們已經(jīng)生活在多媒體時代。嵌入式產(chǎn)品的多媒體應用讓人們盡情享受科技之美，智能多媒體已處處可見。在智能交通中，道路上的網(wǎng)絡攝像以便車輛導航、流量控制、信息監(jiān)測；汽車服務方面，GPS讓你及時調(diào)整行車路線，享受暢爽出行；在智能家居中，冰箱、空調(diào)等的網(wǎng)絡化和智能化將引領(lǐng)人們的生活步入一個嶄新的空間，即使你不在家里，也可以通過手機、平板電腦等無線通信設(shè)備，通過網(wǎng)絡進行遠程控制。你想要電視、平板電腦或者其他手持設(shè)備之間實現(xiàn)視頻資源互連、共享？相信你已經(jīng)有過使用體驗了；如果你在外面逛街，手里的手機可以成為遠程點菜器，幫你提前準備好美食；家庭智能管理系統(tǒng)中，水、電、煤氣表的遠程自動抄表、安全防火、防盜，專用控制芯片可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢查，并實現(xiàn)更高準確度和更安全的性能。生活方面，相信網(wǎng)絡相機、視頻監(jiān)控、視頻電話、移動TV隨處可見，帶給我們便捷、安全和舒適的生活……我們已經(jīng)越來越依賴視頻人機交互。
實現(xiàn)完美、安全的視頻處理與人機交互，需要電子技術(shù)的有力支撐，比如MCU的控制和管理能力，比如多媒體應用處理器的內(nèi)容處理能力。
飛思卡爾半導體具有完善、廣泛的MCU與多媒體處理器產(chǎn)品，可以為廣泛的嵌入式產(chǎn)品實現(xiàn)安全可靠的人機視頻交互提供強大支持。
MCU在人機交互中的重要性
想讓人機交互無法工作或者失去控制嗎？那就放棄MCU吧。當然我們不能真的這么做，而且，安全高效、低功耗的MCU還正是我們所追求的。由于人機交互終端通常不會與充電電源始終保持連接，因此，MCU對系統(tǒng)的功耗控制就尤為重要。不僅是MCU自身的功耗需要控制，正確選擇MCU，還會使整個系統(tǒng)的能耗合理使用，從而延長使用時間。這一點，飛思卡爾的MCU已經(jīng)為設(shè)計工程師解決了后顧之憂。
完善的MCU產(chǎn)品提供更多選擇
飛思卡爾具有完善的8位、16位和32位MCU系列產(chǎn)品，廣泛應用于工業(yè)、網(wǎng)絡、能源、汽車、醫(yī)療、消費電子等眾多領(lǐng)域。在實現(xiàn)人機交互與無線通信管理方面，這些MCU可以提供眾多解決方案。
比如在智能家居應用中，飛思卡爾在不斷增加可用的、滿足現(xiàn)實需求的MCU產(chǎn)品和方案，并在這個領(lǐng)域積累了很多經(jīng)驗。利用這些先進的產(chǎn)品系列，飛思卡爾提供更加智能和更具成本效益的解決方案，應用涵蓋照明、HVAC、網(wǎng)絡控制、樓宇接入、監(jiān)控和安全、家居智能能源等。這些方案可以滿足市場在環(huán)境、能源效率、可靠安全方面的需求。
Kinetis E系列就是智能家居應用的選擇之一。Kinetis E系列32位MCU是極具擴展能力的ARM Cortex-M0+ 內(nèi)核MCU產(chǎn)品，該內(nèi)核以其低功耗特性深獲市場贊譽。Kinetis E系列具有強大的系統(tǒng)電磁抗噪能力 (過去只有8位和16位MCU具備同等級的能力) ，是白色家電 (如洗碗機、冰箱) 、工業(yè)應用、家庭和樓宇控制系統(tǒng)、電機控制風機、工業(yè)轉(zhuǎn)換器，以及通常在高噪聲環(huán)境中運行的其他應用的理想選擇。Kinetis E系列有豐富的內(nèi)存、外設(shè)和產(chǎn)品包可供選擇。它們具有通用的外設(shè)和引腳數(shù)量，使開發(fā)人員能夠輕松實現(xiàn)相同MCU系列內(nèi)或多個MCU系列間的遷移，以利用更多存儲器或特性集成。這種可擴展性使開發(fā)人員能夠在Kinetis E系列上實現(xiàn)其終端產(chǎn)品平臺的標準化，最大程度地提高硬件和軟件的再利用，并縮短產(chǎn)品上市所需的時間。
Kinetis E系列電源管理模塊（PMC）提供三種電源模式：運行、等待和停止模式，可以在保障能源效率的情況下運行。內(nèi)置看門狗和可編程CRC模塊、每芯片64位唯一識別碼（ID）可提供更高的安全性。
Kinetis L系列器件也是飛思卡爾極具特色的MCU產(chǎn)品，其低功耗特性、卓越的能效特性同樣可以提供完美的人機交互控制與管理。有了這個系列的MCU，即使是能耗要求非常嚴苛的應用，設(shè)計者也不用因功耗限制的問題而拘泥于只能使用8位和16位MCU。Kinetis L提供多種靈活的超低功耗模式，適合不同的應用情況，最大限度延長電池使用壽命；而其節(jié)能架構(gòu)利用多種技術(shù)優(yōu)化功耗，包括90nm薄膜存儲(TFS)技術(shù)、時鐘和電源門控技術(shù)，以及帶有位處理引擎(BME)、外圍交叉橋(Crossbar)和零等待閃存控制器的高效平臺等。此外，節(jié)能外設(shè)使得深度睡眠模式下具有智能外設(shè)功能，可在不喚醒內(nèi)核的情況下進行智能決策并處理數(shù)據(jù)。同時，該系列具有優(yōu)化的動態(tài)和停止電流并提供出色的處理性能，而且還提供多種片上閃存密度以及豐富的模擬模塊、連接功能和HMI外設(shè)供選擇。
舉個例子，由于飛思卡爾Kinetis L系列的超低功耗、高效率、兼容性強、帶顯示、支持射頻，能夠防止篡改，價格低廉等特點，使之成為包括流量表之內(nèi)的四表應用的理想選擇。
一款采用飛思卡爾基于Kinetis L系列MCU的流量表產(chǎn)品框圖
多媒體處理器推動智能終端應用
i.MX系列應用處理器是飛思卡爾2001年推出的。據(jù)統(tǒng)計，在過去的12年內(nèi)，該系列產(chǎn)品的出貨量已突破1.5億顆，是飛思卡爾歷史上最成功的記錄之一。多年來，這個基于ARM的處理器產(chǎn)品線推動著數(shù)以千計客戶的技術(shù)創(chuàng)新，在多個嵌入式市場推出了大量成功的終端產(chǎn)品。i.MX應用處理器產(chǎn)品線還被汽車行業(yè)的客戶廣泛使用。目前，全球十大汽車整車廠商中已有八家的高級駕駛員信息系統(tǒng)平臺采用了i.MX處理器。
i.MX處理器作為最靈活的多媒體和顯示器應用平臺，可以實現(xiàn)功耗、性能與集成的最佳平衡，從而推動下一代智能設(shè)備的發(fā)展。i.MX解決方案包括基于ARM9、ARM11和ARM Cortex-A8與ARM Cortex-A9核心技術(shù)的各種處理器，可用以支持迅速增長的消費電子、汽車和工業(yè)市場、數(shù)據(jù)連接、醫(yī)療保健、網(wǎng)絡等各種應用。這些解決方案將產(chǎn)品的交互性帶入全新的境界。
最早期的i.MXS應用處理器采用ARM920T內(nèi)核，是面向.NET Micro Framework應用的解決方案，這些應用包括遠程控制、家庭自動化系統(tǒng)、零售終端、HMI(人機界面)面板和其他對設(shè)備體積要求較高的設(shè)備。
到了i.MX25系列，飛思卡爾擴展了飛思卡爾的ARM9產(chǎn)品組合，重點面向工業(yè)控制和常規(guī)嵌入式市場，集成了許多新特性。其高達400 MHz的運行頻率、低功耗和多種連接選擇可以滿足工業(yè)控制和常規(guī)嵌入式產(chǎn)品不斷增長的需求，同時使客戶可以減少其系統(tǒng)的總體物料成本。
i.MX27多媒體應用處理器則將專用的硬件視頻加速器和一個高速ARM926EJ-S內(nèi)核以智能的方式集成在一起，既實現(xiàn)了高性能，又保持了低功耗運行。i.MX27和i.MX27L處理器都具有一系列連接選擇和可靠的安全性。i.MX27處理器的豐富特性使其成為IP視頻和IP語音(V2IP)無繩電話和移動電話、智能遙控器、銷售終端、控制設(shè)備、中低端PND和許多其他無線應用的理想選擇。
i.MX28系列多媒體應用處理器面向工業(yè)控制和消費電子應用，在基于ARM9的器件中集成了無與倫比的顯示、電源管理和連接特性，降低了成本敏感型應用的系統(tǒng)成本和復雜性。i.MX28具有優(yōu)化的性能和功耗，非常適合無風扇系統(tǒng)或由電池供電的便攜式設(shè)備。另外，帶有觸摸屏功能的LCD控制器使設(shè)計人員能夠設(shè)計出許多應用需要的有創(chuàng)意的、直觀的用戶界面。也有面向汽車應用的i.MX28系列產(chǎn)品。
經(jīng)過i.MX31處理器（基于ARM11處理器內(nèi)核）、i.MX35、i.MX37、i.MX50（基于ARM Cortex-A8內(nèi)核）、i.MX51、i.MX53等系列多媒體處理器的持續(xù)演進，飛思卡爾的多媒體處理器在市場上備受美譽。之后，飛思卡爾再接再厲，又重磅推出i.MX6系列。
i.MX 6系列是基于ARM Cortex-A9架構(gòu)，包括單核、雙核和四核在內(nèi)的高擴展性多核系列應用處理器平臺，促進了消費電子、工業(yè)和汽車車載娛樂系統(tǒng)等新一代應用的發(fā)展。通過與ARM Cortex-A9架構(gòu)的高效處理能力、前沿性的2D與3D圖形以及高清晰視頻功能實現(xiàn)一流水平的集成，i.MX 6系列可以提供令人矚目的多媒體性能，以支持超越現(xiàn)有界限的下一代用戶體驗。使i.MX單核、雙核和四核產(chǎn)品獲得備受贊賞的可擴展性的一個原因是PF系列電源管理IC。通過與i.MX 6平臺簡化的電源要求相結(jié)合，PF系列能夠提供各種應用所需的所有電壓域，顯著降低了物料成本并簡化了系統(tǒng)設(shè)計。
i.MX6系列的單核、雙核和四核實施方案實現(xiàn)了硬件可擴展，軟件和引腳完全兼容，有利于工程師更快速的開發(fā)出具備差異化的產(chǎn)品。i.MX 6四核系列通過提供運行速度達到1.2GHz的四個ARM Cortex-A9的內(nèi)核，并結(jié)合集成的3D圖形單元和1080p編碼/解碼視頻引擎，同時提供了電源管理功能以支持350mW的1080p視頻回放，從而解決了多核處理器無法在電池供電場景下的應用。新一代平臺可以提供全新等級的多媒體性能和超強的穩(wěn)定性，十分適用于眾多工業(yè)智能設(shè)備。
i.MX6系列芯片比較
一個i.MX處理器的例子是，在家庭能源管理系統(tǒng)中，通常需要提供綜合用戶界面和廣泛連接功能。飛思卡爾具有多種基于業(yè)界領(lǐng)先Power Architecture和ARM處理器的解決方案，非常適用于這種應用，系統(tǒng)方案示例見下圖。其中灰色部分為MPU（微處理器）的框圖，采用了飛思卡爾通信處理器、電源管理器件、無線收發(fā)器、圖形處理器等廣泛的產(chǎn)品線，如MPC8308、MC13224、S08QE、I.MX233、I.MX6S等,飛思卡爾的解決方案使智能家居中的各個點都可以通過一個集中的點連接和控制，實現(xiàn)高能效和能源優(yōu)化。
基于飛思卡爾廣泛產(chǎn)品線的家庭能源管理系統(tǒng)示例
在以上眾多i.MX處理器的成功基礎(chǔ)上，飛思卡爾還將在未來發(fā)布多款新型i.MX應用處理器。
完善的生態(tài)環(huán)境
飛思卡爾的i.MX產(chǎn)品不僅取得了良好的業(yè)界口碑，也獲得了廣泛的第三方開發(fā)工具的支持。如Mentor Graphics (GUI)，ThunderSoftware (系統(tǒng)集成)，Archermind (系統(tǒng)集成)，Bitland和Malata (ODM)，Richitechie和Aigo (交鑰匙解決方案)等。通過廣泛開展同業(yè)內(nèi)的合作，飛思卡爾及其合作伙伴形成并完善了產(chǎn)業(yè)價值鏈，并且致力于為客戶提供最有力的支持。
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