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嵌入式系统以各种类型的嵌入式处理器为核心，而随着技术的发展，对于嵌入式处理器的性能及功耗的要求愈加严苛。目前，嵌入式处理器分为8位、16位、32位及64位等，8位微处理器/MCU市场已逐步趋向稳定，32位微处理器/MCU则代表着嵌入式技术的发展方向，据调查显示，在亚洲各个地区，32位嵌入式处理器的应用明显领先于其它架构。
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高度集成化的SoC
当前，嵌入式处理器市场的趋势之一，即高集成度的SoC芯片。SoC处理器由可设计重用的IP核组成，IP核是具有复杂系统功能的能够独立出售的VLSI块，采用深亚微米以上工艺技术设计完成。SoC中可集成控制处理器内核，如ARM内核；计算用DSP内核，如CEVA内核；存储器核或其复合IP核，同时具备接口等多种功能。 A R M公司作为IP供应商，其核心业务是IP核以及相关工具的开发和设计。半导体厂商通过购买ARM公司的IP授权来生产自己的 微处理器芯片。目前，ARM公司的IP核已由ARM7、ARM9发展到今天的A.R.M三大系列。同时由单一的处理器内核向多核发展，为高端的嵌入式应用提供了强大的处理平台。 日前，德州仪器(TI)推出针对便携式 高清(HD)视频产品市场的最新达芬奇(DaVinci)处理器，具备ARM主机控制与全套开发工具。 DM355处理器由集成的视频处理子系统、MPEG-4-JPEG协处理器(MJCP)、ARM926EJ-S内核以及多种外设组成，针对数码相机、IP摄像机、数码相框以及婴儿视频监护器等应用。其配套开发工具DM355数字视频评估板(DVEVM)将有助于开发人员快速创建低成本便携式高清数字视频设备。 其他SoC产品包括：Tensilica公司和Tallika公司共同发布的基于Tensilica公司Xtensa处理器IP核的可配置安全SoC FPGA/ASIC平台。该方案包括一颗Tensilica带有32位AHB/APB骨干总线的Xtensa处理器IP核以及Tallika公司基于链表结构的DMA控制器。该安全FPGA平台基于Xilinx Virtex4 LX160 FPGA器件，并包含完整软件库以完成安全功能。 十月中旬，瑞萨科技公司推出专为车辆信息终端提供图像识别处理功能的SoC产品SuperH系列SH77650，SH77650集成了SuperH系列的顶级CPU内核SH-4A。在300 MHz的最高工作频率下其处理性能为540 MIPS，可提供与瑞萨科技现有的用于汽车导航系统的SH7774(600MHz工作)高性能SoC产品相同的图像识别功能。 |
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MCU及DSP
传统的嵌入式微处理器可以分为微控制器MCU、微处理器MPU和数字信号处理器DSP，然而随着时代的发展，为了实现更高性能，目前的趋势之一，是期望单一芯片能同时实现DSP运算及MCU控制功能。虽然，DSP与MCU的发展仍相对独立，但可以看到各大芯片制造商正在努力满足用户提出的新的要求。 十月中旬，TI推出了高性能、低成本TMS320C6452 DSP，该产品提供了优化的性价比方案，可满足目前处理密集型多通道基础局端与医疗成像系统的要求。C6452 DSP采用TI的增强型TMS320C64x+内核，与C6415T相比，其L1缓存提高了一倍，L2缓存提高了40%，从而为客户轻松添加差异化特性预留了充分的空间。 恩智浦则发布了LPC2900系列微控制器，进一步扩展了其ARM7和ARM9微控制器的广泛生产线。LPC2900基于广受欢迎的、高性能ARM968E-S处理 器，针对工业、医疗、发动机控制和汽车电子行业内的应用，为设计师提供一个具有高成本效益、高灵活性低功耗的解决方案。 飞思卡尔半导体的最新12款高性能ColdFire微处理器，旨在支持运行Linux 的低功耗、高性能嵌入式系统。新款ColdFire 微处理器在大约380 mW的功率上提供了410 Dhrystone MIPS(DMIPS)的内核性能，能够轻松满足开发人员的系统功率预算。 MCF5445x系列包括12款集成了丰富连通性外围设备的先进微处理器，具有片上存储管理单元，以支持有保护的存储操作系统，如Linux OS。 与此同时，Atmel扩大了其面向高安全性系统的 AT91SO安全微控制器产品系列阵容，新型AT91SO25、AT91SO50 和 AT91SO51 基于Atmel的ARM SecurCo re SC100 CPU 核，拥有256Kbyte用于程序与数据的 EEPROM，32 Kbyte 用于片上 Atmel 库的 ROM，以及 100 Kbyte 的 RAM。它们包含 USB、SPI、USART、I/O 端口、磁条以及智能卡接口等专用 外围设备。这些设备整合了强大的安全机制来满足 Comm on Criteria EAL4+ 标准，其中包括入侵传感器、专用硬件保护、实时时钟以及备用电池等。 |
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多核处理器架构
供应商们为了提供更高性能，无可避免的要面对功耗挑战。目前，随着市场的发展，单纯通过提高时钟速率提升性能的方式，将带来极大的功耗问题。为此，各厂商正努力以新的方式寻求突破，当前市场主流的方法即采取多核处理器架构。 在美国加州圣克拉拉(Santa Clara)举行的第四届ARM开发者大会上，ARM即发布了其新款Cortex-A9处理器系列 。全新的ARM Cortex-A9 MPCore多核处理器与ARM Cortex-A9单核处理器能在严格的功率限制下提供超高性能。Cortex-A9处理器提供了具有高扩展性和高功耗效率的解决方案。利用动态长度、八级超标量结构、多事件管道及推断性乱序执行，能在频率超过1GHz的设备中，在每个循环下执行多达四条指令，同时还能减少目前主流八级处理器的成本并提高效率。 今年上半旬，MIPS推出新型RISC的32位MPU内核，该IP核包含一个超标量体系结构以及用于一系列高性能应用的乱序技术。MIPS32 74K产品线由 两个可合成的1.04GHz内核74Kc和74K组成。74Kc是基本整数核，而74Kf则是整型核与高性能浮点单元的结合。74 k以TSMC的65nm工艺技术为基础，由一个超标量体系结构及具备增强型DSP指令的17级管线架构构成。 同时，今年内Intel推出用于嵌入式计算的第一个四核处理器Quad-Core Xeon处理器5300系列。Xeon E5335和E5345具有双处理能力，提供8MB L 2高速缓存，前端总线速度为1333MHz。E5345的运行频率为2.33GHz，E 5335的运行频率为2GHz，适用于高端通信、企业系统内的密集计算和I/O密集工作量，包括机架安装服务器和刀片服务器、NAS、SAN和医疗成像设备等。 针对汽车应用，飞思卡尔和位于法兰克福的大陆汽车系统EBS事业部联合设计了一款高性能、多核微控制器，优化了EBS应用。SPACE设备在Power Architecture技术的基础上集成了3个e200内核，使其成为业界第一款三核汽车MCU。这款高度集成的SPACE设备包含3 MB的闪存、96kB的SRAM、先进的FlexRay技术和大陆汽车独特的故障安全技术，满足了安全完整性水平3 (SIL3 )应用的所有要求。 除各大厂商外，新创公司也将其注意力投向多核领域，期望以其独特方案，抢占多核市场。 新创公司Tilera的首席技术专家Anant Agarwal长期在麻省理工学院(MIT)从事多内核研究工作，在最近的热门芯片大会上，Tilera发布了大规模并行通用嵌入式处理器。Tile64中的每个内核实际上支持五个并行的32位信道，这些信道分别传输中断、内存、I/O以及其它数据流。由于64个内核中的每个核之间有五个双向连接，该芯片能支持32Tbps的总带宽。 同为新创公司的Cavium则为存储和通讯市场推出了嵌入式处理器系列，该系列基于MIPS的64位架构，由包括从2个内核到12内核的7款器件组成，提供存储应用加速、10Gb XAUI、PCI Express和双DDR2存储器等功能，应用范围包括光纤通道、以太网盘阵列、RAID控制器、多协议开关和iSCSI适配器。 |
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8位及64位处理器
九月下旬，Microchip宣布推出充分利用Microchip最新工艺技术的8款PIC18F高性能8位单片机。新系列单片机备有28、40和44引脚封装，融合先进的纳瓦技术特性，包括电源管理模式、1.8V至3.6V工作电压范围及高效的片上外设。通过内置振荡器在3V的工作电压下可实现16 MIPS（64 MHz）的速度，是通用控制以及各种电池驱动或低功耗应用的理想选择。 AMD Athlon 64及AMD Athlon 64 X2双核处理器是AMD面向高端嵌入式领域推出的高性能64位器件，具有出色的处理功耗、I/O通信、存储及扩展性能。与此同时，在近期举行的嵌入式系统会议中，AMD宣布将新增三款低功耗AMD Athlon 64处理器。新款处理器能令嵌入式系统研发人员在8瓦的散热规格下，发挥AMD64技术所具备的各项优势。 |
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