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轉一篇去年2009年4月份的文章，作者是當時Luminary Micro公司的首席市場官Jean Anne Booth（金安）。2009年5月，TI并購了Luminary，獲得了后者的Cortex-M3產品線。如今，金安女士已經成為德州儀器ARM單片機全球市場總監，并于今天（2010年6月21日）來華介紹TI的單片機產品狀況（報道見此處）。下面回顧一下金安女士一年前的觀點。 ----------------------------- ARM 的Cortex－M3處理器內核可望在微控制器（MCU）市場上掀起合并的狂潮，這一現象往往發生在大規模市場成熟的時候。ARM架構在嵌入式處理器、ASIC和ASSP市場上已經占據了統治地位，因此，它也具備了在相鄰的MCU市場上逐步占據主導地位的有利條件。事實上，隨著Luminary Micro的 Stellaris系列微控制器的推出，MCU市場上的統一進程就已經開始了。聰明的設計者將通過選用基于Cortex－M3的MCU，如Luminary Micro公司的 Stellaris系列，來充分利用這一不可避免的發展潮流所帶來的好處。 市場兼并實例 許多大規模的市場在逐漸成熟的進程中，都經歷了一個兼并的過程，在此過程中，當大規模制造帶來的好處和規模經濟效應壓倒人們對基本產品的無限多樣化的需求時，廠商和產品的數量開始收縮。這在鋼鐵、汽車、計算機和辦公用品等領域都發生過。這是一個廣闊市場的自然進化的過程。 在某些情況下，少數幾家大廠商就可以壟斷整個市場。例如，在美國，Home Depot和Lowes就控制了建筑材料市場，把幾百家小的五金件商店擠了出去——這些廠商無法應對那些“大盒子”（big box” ）商店有吸引力的報價。Staples和Office Max現在也以類似的方式統治了美國的辦公用品市場。在此之前，各種“百貨商店”奪走了本地的服裝商店和鞋店的業務。 在PC業中，是地位而非價格，促成了業界的合并。當一群IBM的離經叛道者組裝出一臺“個人”計算機時，整個業界認定，這樣小的計算機將成為一個必須認真面對的力量。由于意識到IBM PC的布局是非常開放、易于復制的，許多其他的公司也開始制造類似的產品，這些產品采用了簡單的操作系統，由PC的共用部件構成。在增添了 VisiCalc和字處理軟件等應用程序后，PC就踏上了一條邁向成功的不歸之路。甚至PC一詞的含義也發生了變化，變成專指符合IBM風格的那些計算機。 在計算機工業中，一個公共的平臺，專用的監視器，廣為人知的鍵盤部件、共用的OS和容易獲取的、可以在公共硬件上運行的應用程序軟件，為一個行業開啟了通向PC繁榮的大門，這一欣欣向榮的發展潮流改變了世界。向PC靠攏的發展趨勢，迅速成就了這樣一場轉型。 ARM處理器是否就是促成市場兼并的催化劑？ARM當然已經幾乎成為每個應用分類中占統治地位的處理器。雖然在PC領域并非是居于中心的處理器，但許多外設的功能都需要在作為嵌入式處理器的ARM處理器上運行：打印機、硬盤驅動器、網卡、WiFi，甚至你口袋里的USB驅動或者相機里的存儲卡都很有可能內藏一個ARM處理器。幾乎可以肯定的是，你的手機是由1個或2個ARM來管理的——或者，在流行的iPhone中，由5個ARM來管理。 MCU市場到目前為止，一直都逃避了合并的命運。 Frost & Sullivan的分析師表示，全球的微控制器市場在2007年達到了160億美元的規模。在收入方面排在前兩位的供應商，向市場上交付的產品分屬10種以上的、互不兼容的架構。Semico認為，2006年微控制器的交貨量達到了85億只。MCU市場上存在著40 多家供應商，而它們向市場提供的架構多達50種以上，沒有一種架構所占的份額達到5％。每家廠商都向非常廣闊的應用市場提供自己的設計，而這些設計相互間沒有多少共通性。應用的范圍從復印機上的顯示器到汽車引擎的管理模塊，再從工業電極控制到牙科器械系統，其客戶基礎接近一百萬家。 過去，當一種架構為多家廠商所共享的時候，該架構在幾年后就會收縮到原創者那里，這有多方面的原因：被授權者無法提供多樣化的產品，發現該市場并不像所預想的那樣景氣，或者開始蠶食原創者的市場份額。8bit的8051是這一普遍存在的現象的唯一一個例外，但是大廠商也從未認真地對8051架構進行推廣，而為數不多的幾家力圖支持8051的廠商也在嘗試向16bit架構遷移的過程中遭到了悲慘的失敗。 由于上述的現象的存在，整個微控制器市場正渴求著出現架構上的統一。 無不與軟件有關 每個應用對MCU的特有的選用規則是由許多因素所決定的：處理器內核、存儲器的規模和類型、外設的選用、價格、開發工具、OS、軟件和支持。要衡量每一種因素的重要性是十分困難的，但是處理器的選擇自然而然地影響到許多其他的因素。存儲器的規模、OS、工具和支持顯然取決于所選擇的處理器。這一選擇也驅動著上市時間，正如行業分析公司 VDC所發現的那樣，到2004年為止，48％的大規模制造的成本是由軟件開發方面的成本所構成的。 代碼的效率，決定了對內存的需求，直接成為MCU市場的成本決定因素。專有的指令集在操作系統方面所提供的選擇有限，因為它們是由內部架構的創建者所編制的或者由其支付費用，這反映了廠商所能支付的市場支持的規模。開發工具是針對具體架構來設計的，而支持則是根據需求來分配的。MCU的支持是由廠商所提供的，但是第三放可以支持廠商為其支付費用的那些架構，以及那些最普及的架構——這又是規模經濟的一個基礎。針對流行的處理器架構，可以提供驅動軟件、軟件庫、現成有售的CODEC和協議棧軟件、JPEG和MPEG解碼器與編碼器以及數不清的其他軟件包。即使能否輕松地雇傭到一個設計某種嵌入式應用的工程師，也取決于MCU是來自于單一的廠商還是基于一種被許多廠商所共同采用的架構。 一種流行的架構，如ARM，在這樣的環境下似乎有著不錯的境遇。只有一點是不利的：ARM是一種32bit 的處理器，而當今的大多數MCU是8bit的。 
ARM架構得到了全球范圍內的支持 有證據表明： 一個32bit的MCU的價格可能并不比一個類似配置的8bit MCU高，但是，如果一個MCU被劃分為一打元件的話，其中大多數將屬于外設和一些存儲器，而處理器內核所占比重不到10％。即使在從8bit到32bit的轉移過程中，這一部分的比例加倍，但芯片的 80％卻仍然保持不變，而32bit MCU的功能和性能將更為強大，這可能取消對1或2個外設的需求，抑或也可以通過使用附加的一個8bit MCU來滿足應用的需求。Luminary Micro的 Stellaris系列微控制器如今包含了100種可以向全球供貨的MCU，包括售價低至1 美元的MCU。這個價格一般只有8bit MCU才能達到。但是 Stellaris MCU內部擁有一個ARM Cortex－M3處理器。一個售價為$1.00而具有32bit的豐富指令集的MCU實在是太合算了 ——不用懂什么高深的數學就能明白。
一個售價為$1.00的32bit MCU的確是價廉物美！ 在控制器應用方面，一個MCU的外設選擇可能是最重要的因素，而這也正是合并運動的重要因素。外設是由應用所決定的，因為它們直接與系統的其他硬件有關聯，成為到構成系統的傳感器、電機、通信信道、網絡、按鈕、LCD面板或者電磁鐵的接口。外設的參數決定了這些接口對每種應用來說是過于簡單還是過于復雜，抑或正好適用于這些應用。當一個低精度的A－D 變換器能滿足需要，則一個精密的A－D就是一種浪費，但是，當要求精細的控制時，就最好采用高性能的模擬電路。對于8bit MCU來說，難以支持更高速度的外設。Luminary Micro的Stellaris MCU產品線所具備的外設功能中，包括了專用的運動控制硬件、業界唯一的一種基于ARM處理器的 Ethernet MAC＋PHY以及針對IEEE 1588PTP應用的硬件。一個MCU的外設的設計和功能決定了該芯片最適合的應用類型，而這比處理器內核的架構更重要。 “開放的架構”難道不是“日用品的”另一種說法嗎？ 這證明了如下的事實：為了讓廠商能匯聚在非專有架構（如ARM）的旗下，它們的其他某些方面必須能體現出鮮明特色，以“展示其素質”。當外設具有如此的重要性時，則每一種的數量和細節都是MCU能否勝出的決定因素。這也正是每一家廠商可以體現其不同于他人的地方，而廠商可以由此選出讓自己閃光的應用，并將自己的注意力專注于體現自己的實力的地方。MCU中的處理器是廠商可以信任、認為其能很好地完成自己工作的模塊。能夠提供最合適的外設、軟件和對某些應用的支持，將贏得內嵌設計（design-in）的機會。 處理器最重要的方面是對外設進行編程的軟件的供應情況、可靠的開發工具的供應情況和支持軟件設計與維護的人員情況，以及最終的軟件品質。來自于一家廠商的專有架構本身并不會具備這些特性中的大多數特性，除了可能在狹窄的垂直市場方面。由多家廠商推動其發展的一個處理器架構（包括在嵌入式MPU、 ASIC和ASSP領域的多家廠商）自然可以在其支持的深度和廣度方面有著出色表現。 前面提到的PC世界，可以為MCU的局勢提供一個很好的推論。所有的PC廠商都可以獲得來自于Intel或者AMD的同一種x86架構。這是很有利的，因為它們明白，OS和應用可以在處理器上運行。現在，PC市場上的勝出者是由外設的品質和選擇以及服務的與眾不同所決定的：監視器、鍵盤、硬盤/軟盤、USB端口的數量、Modem的速度（在前些年）、網絡連接功能、WiFi、重量（膝上機）、外殼色彩或者是風格、支持、可配置性以及價格。我們請注意，PC外設的功能與MCU何其相似。PC統一到x86架構上的過程可以讓PC業欣欣向榮。而作為另一個實例，請考慮汽車銷售的情形，其中引擎或者引擎的尺寸在廣告中提及的頻率，與款式、儀表板風格或者杯托尺寸相比是何其之低。
Luminary Micro的 Stellaris系列MCU擁有100多種產品 嵌入式設計師也將通過市場兼并來獲勝 擁有基于專有MCU指令集的產品的 OEM們，將面對這一困境。不斷在專有指令基礎上進行編程，則將有更多的代碼是基于難以移植的程序的基礎。轉移到基于ARM的架構上，你將不會再有遺憾，因為用于增強功能、添加特色或者擴展選項的每一行代碼，都將獲得永生，在未來的歲月中得到來自于多家廠商的ARM產品的支持。 對于啟動一項基于MCU的新設計、有著完全自由的選擇權的OEM們來說，決策是最容易做出的。經過快速的調研，設計團隊就可以明白，Cortex－M3 MCU將是一個出色的選擇。一個Luminary Micro Stellaris MCU必然成為排名前列的選項。其開發工具也將成為首選。如果一種專有的MCU顯得很有吸引力，請考慮隨著業界開始向ARM Cortex－M3產品統一的趨勢隨著時間的推移所造成的影響吧。專有的軟件可以始終保證供應嗎？這些工具仍然能適用嗎？這是一項能長久生存的投資嗎？或者，下注ARM還將繼續穩賺不賠嗎？即使看上去一位8bit MCU可以完成任務，易用性和更強有力的開發工具將使得一個以Cortex－M3內核為核心的系統的建立和維護變得簡單而快捷。 在Luminary Micro，我們已經發現，客戶可以快速接受Cortex－M3架構，因為ARM的名聲已經遠播于我們之前。現在無需浪費時間，來進行長時間的討論，以掌握一些專有的指令集的細節。其他的小公司可能會努力勸說客戶，它們還將能生存5或10年。依賴于ARM處理器的Luminary Micro清楚，無需投入人力來改進居于我們的MCU核心的架構。客戶也明白，如果出現了劇變，即便它們沒法利用來自于另一家廠商的外設和軟件支持，至少它們不必完全從頭開始。來自于大公司的專有性的選擇，并不會變得更“安全”：還記住Freescale的M*CORE架構嗎？記得被Microchip 的新的PIC32架構擠出去的Microchip 的dSPIC否？在今天的杠桿式全盤收購、公司派生（spinout）和不可避免的統一化的趨勢背景下，即使最大的公司也不像它們原先那樣保險了。但是ARM架構可以為OEM 的產品提供持久的公分母。明白這一道理的OEM將可以收獲優勢地位，這將使得它們能擠入其市場的領先位置，而那些仍然因循專有架構的OEM將在特色、性能和競爭力方面進一步落后。 微控制器行業 的統一進程正在啟動嗎？Cortex－M3處理器是能夠讓它達到脫扣點的催化劑嗎？MCU市場是高度多樣化的，對于一個一般來說要努力避免風險的客戶基礎而言，任何大的變革只能慢慢來，但的確出現了令人鼓舞的信號。如今ARM架構已經統治了嵌入式微處理器市場。在2005年，ARM推出了Cortex－M3內核，它專門針對MCU進行了優化。如今，半導體廠商們正在使用Cortex－M3處理器，即使它們已經擁-有了ARM7和專有的處理器。廠商們正在支持8bit到32bit MCU的輕松轉換。 OEM們正在擁抱Cortex－M3處理器，利用性能上的提升開發成本經濟性很好的系統，并且由于整個產品線都基于相同的軟件基礎而在上市時間方面而受益。 MCU還在進化。 8bit MCU正在讓位于 32bit MCU。Cortex－M3內核正是針對微控制器配置和優化的ARM架構。ARM的成功正在吸引MCU領域的OEM們轉向Cortex－M3。它的優點也將其他的廠商吸引到Cortex－M3上來，其中包括了那些大的廠商——甚至其中有一些已經推出了基于ARM7的MCU產品線——因為它們看到了公共的軟件平臺所具有的優勢。這一發展趨勢和Cortex－M3取得的成功預示著微控制器市場將統一到ARM架構周圍，而非像 PC那樣統一到x86架構上。Luminary Micro是獲得ARM許可而專注于基于ARM Cortex－M3的MCU的廠商。Luminary Micro看到了這一統一的變革的到來，正隨著實力的不斷增強而傲立于合并大潮的潮頭。 |
