電腦J手記
對於一般人而言,所謂處理器就可能是英特爾和蘋果,不過日常生活的處理器,其實是微處理MCU居多,任何智能化的裝置,都不能缺少MCU。
以往一般人很少關注MCU,因為嵌入式開發,往往是工程師才搞,不過自從Arduino開發板大行其道,不少學生開始掌握了嵌入式開發,加上機械人比賽大行其道,不少業餘的電子愛好者也加入Maker行列。
隨著MCU功能愈來愈強勁,加上Arduino開發板流行,然後又出現 Raspberry Pi單板電腦,嵌入式開發令ARM出貨量大增,ARM成為主流,除了功耗低,還有是核心技術便宜,ARM既是一種架構,也是英國一家公司名字。ARM不生產片也不銷售芯片,只低價出售芯片技術授權。
ARM可用於驅動電腦,類似Apple平板或手提電腦,也可用於Apple手機。ARM設計以Cortex命名,大致上可分A、R和M三類,Cortex-A 針對高性能大型系統,例如上述的智能手機,Cortex-R 則是實時(Real-time)處理器,針對汽車控制和機械人, Cortex-M 就是嵌入式微控制器MCU,其中佔最大數量當然是MCU。
其實,英特爾也在MCU市場有過好日子,曾經推出Intel MCS-51 (8051),但後來經營不力,市場上就變成ARM的半壁江山。
ARM的MCU進入了Maker市場,也要多謝Arduino,市場上有不同Arduino的UNO Board,不過Arduino的Atmega 328P芯片性能並不是特別好,其他ARM的MCU性能卻愈來愈利害,以意法半導體產品線更是極長,缺點是開發環境學習周期長,最出名產品線為STM32,由於Arduino生態極大,開發環境容易上手,為了吸引用家,STM32就讓用戶在 Arduino IDE 環境下工作,以開發出各種周邊和應用,出現了 STM32duino 專案,可讓 STM32 上跑 Arduino的程式。
沒有生態,硬體完全沒作用,不少人熟悉WinTel生態,Microsoft加上Windows作業系統,壟斷了個人電腦多年。
Microsoft在培養生態比較在行,英特爾則作為一家硬件公司,企業和雲市場賺了不少,生態卻原地踏步,直到AMD迅速進步,Apple開發自家ARM處理器,物聯網市場又是ARM的天下,英特爾才驀然驚醒,急召Pat Gelsinger回巢,從頭開始為英特爾發展策略定位。
Gelsinger強調英特爾的「IDM」垂直整合製造模式,即從芯片設計、生產、封裝測試到銷售,一手包辦,推出IDM 2.o,另外又傳洽購開源芯片RISC-V發明者SiFive。因為芯片設計和銷售的價值鏈,屬於英特爾傳統強項,RISC-V則是邊緣運算的未來。Gelsinger可謂目光如炬。
不少人於RISC-V仍然陌生,中國已有不少RISC-V芯片推出,甚至用於低功耗人工智能,中國的嘉楠科技就推出「勘智K210」芯片,以低功耗在邊緣運行AI,製作出視像運算智能抄表,電池驅動竟可長達續航達三個月。
中國另一家中國MCU廠商樂鑫,也推出了 低功耗,保安性能極佳的RISC-V產品,以RISC-V開源設計ESP32-C3。最近深圳Ai-Thinker安信可推出ESP32-C3開發板。說起開發生態,樂鑫也屬俵俵者,全球開發圈子極為活躍,工具廣受歡迎,RainMaker Cloud甚至可快速開發各種智能家電,讓用戶從手機控制不同家電。
從教育角度,愈來愈多西方學校亦發現,嵌入式開發是大勢所趨,最明顯是Raspberry Pi Pico的MCU,利用開源的MU以Micropython開發。
如果說上代是PC的世代,下一代就可能是MCU的天下了。