據(jù)了解,全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)移動智庫數(shù)據(jù)預測,到2025年,全球物聯(lián)網的市場份額將會超過1.1萬億美元,以中國為主體的亞太地區(qū),將會以3860億美元的金額成為全球最大的物聯(lián)網的市場,北美和歐洲則會成為第二、第三大市場。
對于中國這塊巨大的物聯(lián)網市場而言,對MCU有著更為本土化需求。但目前的中國市場上,大部分MCU都是基于ARM的Cortex-M核心,沒有專門針對中國市場的核心。
未來的物聯(lián)網應用,將面臨更低功耗,更多個性化外設功能的需求。相應的,未來世界對與物聯(lián)網發(fā)展密不可分的MCU也將提出更多需求,這些需求將包括給用戶提供可靠的安全感。例如,產品的安全性、供應鏈的穩(wěn)定供貨、產品的加密程度和應用層面的安全。其次,由于未來物聯(lián)網對射頻的需求,包括對藍牙、WiFi、Zigbee甚至Sub-G的傳輸需求的增多,MCU還需要豐富的接口。最后,MCU還需要具有低功耗和可靠性。
本周,安謀中國發(fā)布了首顆面向中國本土的處理器——“星辰”處理器(STAR-MC1)的研發(fā)過程、特點以及落地情況。
目前,該處理器已正式進入商用階段。
安謀中國的首款“星辰”處理器
STAR-MC1作為“星辰”系列產品的第一款產品,支持現(xiàn)有的ARMv8-M架構的所有特點以及最新的指令擴展。
根據(jù)安謀中國產品研發(fā)副總裁劉澍的說法,該款處理器是一款非常緊耦合性的高效微處理器,性能達到1.5DMIPS/ MHz -4.02Coremark/MHz,同時繼承ARMv7和ARMv8結構的DSP指令和浮點計算單元。同上一代ARM處理器相比較,在同一主頻下,這些新結構體系的升級可以使STAR-MC1的性能提升20%。
對于ARMv8-M而言,將安全技術引入到該架構中,采用Trustzone安全方案,將運行環(huán)境隔離成安全區(qū)與非安全區(qū),讓用戶的敏感的運行程序在安全區(qū)內運行,應用型程序在非安全區(qū)運行。Trustzone是ARM公司在2006年提出,并在A系列處理器中得以應用,如今在M級別的處理器中繼續(xù)沿用,保障MCU對安全性的需求。
安謀中國的合作伙伴靈動微電子的董事長兼總經理吳忠潔表示,安全性是MCU最重要特性之一,如果一個方案被破譯,方案商就要承受巨大的損失。
同時,ARMv8-M中還植入了用于定制化擴展的協(xié)處理器接口和用戶可定制化指令集。前者可以幫助用戶面對細分市場做出不同的創(chuàng)新,后者可以方便用戶定制自己的指令集。
一方面,能夠把用戶自己的特色操作固化在CPU流水線中,達到非常高的執(zhí)行效率,另一方面,也能保護客戶的知識產權以及提供差異化服務。這些ARMv8-M創(chuàng)新性的架構,都能在“星辰”處理器中得以實現(xiàn)。
此次發(fā)布的STAR-MC1創(chuàng)新性則在于處理器數(shù)據(jù)讀取效率的提升,這是由于在M級別的處理器中引入了整個Cache結構,處理器的數(shù)據(jù)讀取無需通過總線或者外部存儲器即可讀取。
ARM的Cortex-M,安謀中國的STAR
“星辰”處理器具有本土化的特點,安謀中國方面表示,在定義這款處理器時,針對中國市場進行充分的調研,充分聽取和發(fā)掘了國內眾多合作伙伴的需求和對應用的理解。
安謀中國劉澍表示,“星辰”處理器也可以稱之為中國的Cortex-M,不過兩者沒有很大的交疊,“星辰”處理器較ARM現(xiàn)有的處理器而言,有著自己的獨特性,安謀中國在定義這款產品的同時,同ARM團隊進行了充分的交流與溝通,通過雙方互相印證,得出具有創(chuàng)新性的產品,無論是國內還是國外,都有類似的產品需求。
不同于Cortex-M,“星辰”處理器采用新指令架構的升級、新存儲器子系統(tǒng)提高系統(tǒng)的效能,除此之外,“星辰”處理器還采取中國客戶的建議,加入Flash Interface的外部操作,這是過去ARM的CPU里所沒有的。
值得一提的是,此次安謀中國團隊幾乎與ARM劍橋團隊同步推出新的架構升級和可定義化指令集,這展示了中國團隊突出的執(zhí)行力、設計能力以及驗證能力。
對于客戶而言,盡管“星辰”處理器相當于一款全新的產品,但完全不用擔心使用習慣以及生態(tài)上的改變,因為二者都是基于ARMv8-M架構的處理器,ARM繁榮而完善的生態(tài)系統(tǒng)、應用程序、工具層的優(yōu)勢同樣可以被完全利用,IP、CMSIS標準軟件庫的支持、TCM接口的集成以及整個低功耗的管理方法也都相同。因此,用戶和芯片客戶在使用“星辰”處理器時也無需因為變化而承擔風險和困難。
安謀中國的合作伙伴靈動微電子的董事長兼總經理吳忠潔也表示,正是因為ARM標準品質的保證以及國內團隊的研發(fā)生產,才選擇了STAR Core。
值得一提的是,由于是中國本土創(chuàng)新的產品,所以在中國進行IP授權時,無論是在商務還是在配置上,會更加靈活,有非常多不同的模式支持不同需求的客戶。
星辰處理器,未來可期
目前,“星辰”處理器已經有30多個授權客戶,其中有21個客戶已經進行項目集成、設計,7個項目已經流片。全志科技最近也發(fā)布了基于“星辰”處理器的IoT芯片XR806,該芯片具有低功耗、高性能、安全性的特點,支持WiFi和藍牙5.0的協(xié)議,能滿足智能家居對各種復雜場景的連接的需求。
STAR-MC1作為安謀中國“星辰”系列處理器之一,支持ARM架構,但從設計到交付都是在中國完成的。STAR-MC1只是“星辰”系列處理器的第一個產品,后續(xù)還會有更多的路線和產品。
劉澍表示,安謀中國目前正在做的下一代處理器是基于v8.1架構體系,將繼續(xù)在人工智能數(shù)據(jù)處理能力上有更大的提升?;谥袊袌龅妮斎耄瑫^續(xù)高性能、低成本、低功耗的路線。同時也會持續(xù)關注中國IoT市場的特色發(fā)展,滿足用戶需求。
從目前的情況來看,用中國的處理器支持中國的物聯(lián)網市場,星辰處理器將面臨更多機遇與挑戰(zhàn)。