誰說CES(消費電子展)只針對消費類產(chǎn)品？當然，可能大多數(shù)人都這么認為，但是CES上還是有許多推銷產(chǎn)品的半導(dǎo)體和系統(tǒng)供應(yīng)商。仔細盤點在今年CES上亮相的微處理器產(chǎn)品我們發(fā)現(xiàn)：Intel的Sandy Bridge架構(gòu)已經(jīng)無處不在，CES上展示的大多數(shù)系統(tǒng)也都面向消費類。AMD的Fusion和eBrazo的加速處理單元(APU)平臺也在展示之列。此外，VIA Technologies展示了他們的多核VIA Nano X2。AMD和NVidia展示了顯卡，NVidia還展示了采用Tegra 2的系統(tǒng)。Freescale推出了采用其i.MX系列處理器的移動方案。Sigma Designs則展出了他們的多媒體SoC。同樣，NuFront的2GHz NuSmart 2816雙核Arm處理器也出現(xiàn)在一些移動參考設(shè)計中。Bug Labs則展示了其基于TI OMAP處理器的Bug 2.0開發(fā)套件，模塊化系統(tǒng)Bug 2.0 提供無線連接功能，并增加了用于顯示模塊的圖形界面。下面，我們就將選取其中一部分產(chǎn)品，深入分析這些產(chǎn)品背后所采用的技術(shù)。
Intel的嵌入式Sandy Bridge Intel的Sandy Bridge架構(gòu)(圖1)現(xiàn)已無處不在。在CES展示的大多數(shù)系統(tǒng)都面向消費類，但是Intel的嵌入式新聞引發(fā)了諸多開發(fā)工程師的興趣。
Intel代號為Sandy Bridge的32nm第二代酷睿處理器，為嵌入式市場提供了諸多芯片，并提供七年的延長供貨周期支持。2011年1月首批上市的Sandy Bridge處理器共有7款不同型號，雖然其在嵌入式應(yīng)用中的使用可能各有不同，但它們的應(yīng)用一般分為兩部分，一部分是代號一般為Huron River的移動應(yīng)用(圖2)，一部分是代號一般為Sugar Bay的臺式機應(yīng)用(圖3)。它們的TDP范圍為35W至95W，提供ECC、內(nèi)置圖形和BGA封裝等選擇方案。
所有的芯片都是多核方案，單核解決方案留給Intel Atom。大多數(shù)為超線程，且活動線程數(shù)翻倍。這些芯片支持高級矢量擴展(AVX)等Sandy Bridge所用的新技術(shù)。AVX技術(shù)最終將擴展到1,024位。 同樣，這些芯片支持Intel的Turbo Boost技術(shù)。Turbo Boost技術(shù)可將內(nèi)核功效發(fā)揮至極限，同時保持在系統(tǒng)指定的限制內(nèi)。這些限制可能包括活動內(nèi)核數(shù)、預(yù)計的電流消耗、預(yù)計功耗和芯片溫度。 Intel的VPro技術(shù)也是其中之一。該技術(shù)整合了各種功能，不過嵌入式工程師最感興趣的一個功能是遠程管理支持。該功能已經(jīng)應(yīng)用于Xeon服務(wù)器類系統(tǒng)中，但是現(xiàn)在分布式嵌入式設(shè)備也可以采用這個功能了。遠程診斷和固件更新等操作可以通過網(wǎng)絡(luò)來進行。這與芯片上運行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用無關(guān)。 Intel清晰影像HD技術(shù)(Clear Video HD Technology)受某些平臺上的圖形適配器支持。該技術(shù)可提升視覺質(zhì)量和色彩保真度。作為該顯示技術(shù)的補充，Intel高速影像同步轉(zhuǎn)文件技術(shù)(Quick Sync Video Technology)專為加快視頻編碼、解碼和轉(zhuǎn)碼而設(shè)計。其速度是第一代芯片的兩倍。該技術(shù)非常適合用于電話會議和數(shù)字安全監(jiān)控應(yīng)用。 與PCI Express第二代接口一樣，雙通道1066/1333 MHz DDR3控制器是標準。臺式機芯片有一個用于外部視頻支持的x16端口。其它芯片有20個可以各種方式進行分區(qū)的通道。 具有可選ECC支持的移動處理器，可與Intel QM67 Express和Intel HM65 Express芯片組配合使用。其它處理器可與Intel Q67 Express和Intel B65 Express芯片組配合使用。這兩類處理器具有類似的模擬VGA輸出、數(shù)字HDMI、DVI、顯示端口和SDVO視頻輸出。此外還包含高清音頻、8個PCI Express x1通道和千兆以太網(wǎng)支持。提供14個高速USB 2.0端口，SATA端口被分成兩個運行速度為6 Gbps的端口和四個運行速度為3 Gbps的端口。主要區(qū)別在于用于Intel Q67 Express和Intel B65 Express芯片組的4個PCI總線主控接口。 針對嵌入式應(yīng)用的APU AMD的Fusion和eBrazo的(圖4)加速處理單元(APU)平臺，也在展示之列。多年來AMD一直深耕嵌入式領(lǐng)域。該公司現(xiàn)正瞄準采用新型40nm AMD G系列的Intel頗受歡迎的Atom處理器。代號為eBrazos的G系列(圖4)具有一個或兩個x86“Bobcat”內(nèi)核(圖5)以及可用于計算或圖形的雙SIMD引擎。這些引擎是片上GPU的核心，支持DX11圖形和3D處理，包括一個可處理H.264、VC1和DivX/Xivd的統(tǒng)一視頻解碼器。它們可采用OpenCL和OpenGL進行編程。AMD將G系列芯片稱為APU(加速處理單元)，目前提供單核和雙核9W和18W TDP版本。Bobcat內(nèi)核可通過時鐘、電源門控和低功率系統(tǒng)狀態(tài)實現(xiàn)1W以下的操作。
每一個64位內(nèi)核都有一個32KB的指令和數(shù)據(jù)緩存。每個L2內(nèi)核緩存都是512KB。它將亂序執(zhí)行技術(shù)與雙指令解碼器和高級分支預(yù)測器配合使用。它們支持AMD的AMD-V虛擬化技術(shù)。
413焊球BGA芯片(圖6)尺寸僅361 mm2(19mm×19mm)。該芯片具有64位1066 MHz DDR3接口，支持雙DDR3 DIMM。圖形處理器可處理雙接口(可處理HDMI、DVI或Display Port)。它還支持單連接LVDS顯示，可進行1,080p的播放和處理高達2,560×1,600的分辨率。
Hudson Fusion集線器控制器采用605焊球23mm×23mm BGA封裝。該控制器增加了一個4 x1或1×4x PCI Express接口。它支持6個SATA端口、CIR、LPC、SPI、14個USB 2.0端口和高清音頻。此外還具有102個GPIO。A55E版本具有千兆以太網(wǎng)端口、RAID 0/1/5/10支持和一個33MHz PCI接口。該芯片通過AMD的媒體接口與APU相連。芯片功耗為2.7W至4.7W。 AMD正在著手為嵌入式開發(fā)工程師提供各種支持選擇方案和參考設(shè)計。雖然我的系統(tǒng)沒有風(fēng)扇，但我可以根據(jù)其Mini-ITX板(圖7)檢驗系統(tǒng)。AMD DB-FT1開發(fā)板是數(shù)字標牌、機頂盒和瘦客戶機的理想選擇。它可以通過具有PCI和千兆以太網(wǎng)支持的AMD A55E控制器提供。我使用的測試系統(tǒng)為Windows 7，具有DVI和VGA視頻輸出�？傊�，系統(tǒng)連接至HDTV后性能極高。它可以將我的MythTV服務(wù)器的1080p數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流。由于沒有風(fēng)扇，因此絕對安靜。
APU上整合PCI Express將支持芯片在無需集線器控制器的情況下使用。由于集線器控制器一般提供PC形式的接口，因此這種整合是諸多嵌入式應(yīng)用的關(guān)鍵。雖然AMD的PCI Express接口更加靈活，但是這可將其與Intel E6xx處理器看齊。 面向平板電腦的2GHz雙核Cortex-A9處理器 NuFront的2GHz NuSmart 2816雙核Arm處理器也出現(xiàn)在一些移動參考設(shè)計中。 Nufront的40nm NuSmart 2816(圖8)基于Arm最新的Cortex-A9 MPCore。雙核NuSmart 2816的運行頻率為2GHz，目標瞄準超薄筆記本、上網(wǎng)本以及平板電腦。設(shè)計工程師利用多層混合互連技術(shù)和細粒度時鐘門控來降低功率要求。該芯片在1.6 GHz下運行時功耗不到2W。
該芯片還整合了多核2D/3D圖形處理器和1080p多格式視頻引擎。該引擎可處理H.264、H.263、MPEG-2/4和RMVB等各種格式，支持Arm的NEON架構(gòu)，可提供800M pixel/s的像素填充速度和45M triangles/s的三角形生成速度。 64位內(nèi)存控制器可處理DDR2和DDR3-10666內(nèi)存。NuSmart 2816具有各種外設(shè)，包括1 Gb以太網(wǎng)、SATA 2、SPI、I2C和四個USB 2.0端口。I2S支持SPDIF。SD/MMC/SDIO端口可處理SD 2.0、SDIO 1.1和MMC 4.2設(shè)備。NuSmart采用23mm×23mm倒焊芯片BGA封裝。 采用Bug模塊進行構(gòu)建 Buglabs提供好用的模塊化原型系統(tǒng)。Buglabs已通過Bug 2.0改進了其最初的BUGbase模塊化系統(tǒng)(圖9)。基本系統(tǒng)價格為499美元，尺寸為5.1英寸×2.55英寸×0.765英寸，采用TI的600 MHz OMAP3530處理器。該ARM Cortex A-8處理器可通過雙MicroSD卡訪問高達64GB的閃存。30引腳BUGstinger連接器具有一個USB主機端口、以太網(wǎng)和一個串行端口復(fù)制器。
各種Bug模塊(圖10)均提供從無線連接到顯示接口等所有功能�；鞠到y(tǒng)具有三個常規(guī)模塊接口和一個可處理BUGview或BUGvideo模塊的顯示接口。視頻插槽可處理24位720p數(shù)據(jù)。BUGmodule接口連接器提供I2C、I2S、SPI、UART和JTAG/ICE支持。BUG Stinger(圖11)可提供對以太網(wǎng)和USB端口的訪問。
內(nèi)置無線支持。802.11b/g WiFi接口支持網(wǎng)格、AP、ad-hoc和受控模式。還提供采用EDR無線技術(shù)的Bluetooth 2.0支持。可增加手機3G模塊。這樣就可以非常方便地構(gòu)建無線移動多媒體設(shè)備。由3.7V、1500 mAh的鋰離子充電電池供電。
Buglabs的技術(shù)針對原型設(shè)計和業(yè)余愛好者，適合用于部署小批量應(yīng)用。后者非常適合設(shè)計工程師能夠提供其自身定制模塊或軟件的情況。 各種部署環(huán)境和工具都可與Bug 2.0配合使用。該系統(tǒng)附帶Linux和OpenJDK JVM�？商峁└鞣N應(yīng)用，包括web服務(wù)器和用于安裝和管理應(yīng)用的基于web的接口。BUG社區(qū)網(wǎng)站提供開源Eclipse IDE和開發(fā)資源。 |
