本刊記者 薛士然

這個做MCU的，也來玩跨界了！

本刊記者 薛士然

如今跨界太流行了，已經(jīng)直接進入到嚴謹?shù)男酒I(lǐng)域，最近NXP就推出了一款跨界處理器。處理器的跨界是怎么玩的呢？NXP資深副總裁兼微控制器業(yè)務(wù)線總經(jīng)理GEOFF LEES做了深入解讀。

緣 起

自從1986年進入中國市場，NXP的MCU和應(yīng)用處理器很大一部分就是在中國設(shè)計生產(chǎn)的，因為NXP有50%的市場在中國。GEOFF介紹，中國的嵌入式市場在過去3～5年里增長非常迅速，5年內(nèi)市場份額增長了1.6倍，是全球市場增長速度的2倍，這些都源于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展，并且在未來的3～5年里，增長勢頭依然強勁。

NXP KE1系列，正是針對中國的家電和工業(yè)應(yīng)用研發(fā)的，主要解決抗干擾和抗靜電問題，現(xiàn)在此產(chǎn)品已經(jīng)推廣到全球；i．MX 6ULL和6SLL系列產(chǎn)品在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場口碑極好。

隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷發(fā)展，對處理器的功能要求也越來越高，例如人工智能、機器學(xué)習(xí)、無人駕駛等，要求處理能力越來越強、功耗越來越低、體積越來越小，總之，就是希望體積和功耗要向MCU看齊，處理能力要向MPU看齊。面對客戶提出的如此苛刻的要求，NXP的中國工程師很早就開始了研發(fā)之路。

面 市

經(jīng)過NXP中國工程師的努力，這款跨界處理器終于面市，NXP將其冠名為i.MX RT系列。其采用FD-SOI技術(shù)，據(jù)GEOFF介紹，選用FD-SOI技術(shù)的原因有兩個：一是隨著晶片技術(shù)的發(fā)展，成本和復(fù)雜度已經(jīng)越來越高，需要利用市場上已經(jīng)有的28 nm的生產(chǎn)設(shè)備；二是現(xiàn)在的需求多種多樣，例如有的應(yīng)用對模擬性能要求高，有的對RF要求高，有的對功耗要求高，有的要求快速喚醒，還有的需要同網(wǎng)絡(luò)或者云進行通信，這些五花八門的應(yīng)用需求，F(xiàn)D-SOI技術(shù)均可滿足。NXP認為FD-SOI是一種非常好的芯片技術(shù)，現(xiàn)在公司在微控制器、微處理器和物聯(lián)網(wǎng)方面投資的50%都是基于FD-SOI技術(shù)的，未來還會有更多的處理器采用此技術(shù)。

FD-SOI(全耗盡型絕緣層上硅)技術(shù)是一種新的工藝技術(shù)，有望成為30 nm以下技術(shù)節(jié)點中成本效益最高的制造工藝。如果采用28 nm技術(shù)制作一顆晶片，在相同的選件和金屬層條件下，F(xiàn)D-SOI需要38個掩模，而某些基板CMOS則需要多達50個掩模。FD-SOI縮減制造工序15%，縮短交貨期10%，這兩大優(yōu)點可大幅降低成本。此外，采用FD-SOI工藝制造的芯片在功耗上可以大幅降低，還可以縮小面積、節(jié)約成本。與FinFET技術(shù)相比，F(xiàn)D-SOI的優(yōu)勢更加明顯。FD-SOI向后兼容傳統(tǒng)的成熟的基板CMOS工藝。因此，工程師開發(fā)下一代產(chǎn)品時可沿用現(xiàn)存開發(fā)工具和設(shè)計方法，而且將現(xiàn)有300 mm晶片制造廠改造成FD-SOI晶片生產(chǎn)線十分容易，因為大多數(shù)設(shè)備可以重新再用。

i.MX RT處理器基于Cortex-M7內(nèi)核，主頻為600 MHz，此芯片上可以運行實時操作系統(tǒng)，既融合了MCU設(shè)計簡單、快速量產(chǎn)、產(chǎn)品迅速上市的特性，又可以擁有運行安卓或者Linux系統(tǒng)的微處理器的性能。在現(xiàn)場展示的Demo，是NXP在上海的工程師用了三天時間做出來的，為什么可以這么快呢？因為雖然i.MX RT的性能非常高，但是其仍然采用了MCU的應(yīng)用架構(gòu)，并且開發(fā)工具、開發(fā)軟件、生態(tài)環(huán)境都跟MCU的一樣。

談及為何i.MX RT選擇了Cortex-M內(nèi)核，而不是Cortex-R內(nèi)核時，GEOFF這樣解釋：因為Cortex-R內(nèi)核是比較復(fù)雜的核，只有在汽車等安全要求比較高的應(yīng)用中，才能顯示出它的優(yōu)勢；而Cortex-M內(nèi)核在性能上與Cortex-R相當，在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，Cortex-A肯定比Cortex-R具備更寬廣的市場，未來也會有更多針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的處理器選擇Cortex-M內(nèi)核。

現(xiàn)在已經(jīng)量產(chǎn)的i.MX RT1050跨界處理器的價格不到3美元，據(jù)NXP半導(dǎo)體微控制器產(chǎn)品線全球資深產(chǎn)品經(jīng)理曾勁濤介紹，NXP在未來幾年還會繼續(xù)推出此系列其他產(chǎn)品，有的會提高性能，有的會降低價格，總之，這個系列產(chǎn)品未來會非常豐富。NXP這是要把跨界玩到底的節(jié)奏??！