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因應趨勢，高效能與低功耗的訴求，成為嵌入式系統相當重要的發展趨勢。如何提升效能？過去必須仰賴不斷提升時脈，然而多核心的技術逐日成熟，也漸漸成為各廠商嵌入式核心的發展方向。行動運算時代降臨，PC與嵌入系統的界限模糊，使PC廠商也跨足嵌入式系統領域，與現有嵌入式系統廠商激蕩出更熱鬧的景象。
嵌入式系統的發展，仍是以控制與消費性應用為主軸，兩者的發展雖呈現些微的差異，但發展的大方向仍是相當類似。控制領域的成長中，白色家電仍是相當大的利基市場。此一市場不同于一般消費性電子產品，產品周期長、不求極致效能且需求不斷，是最大的特色；除白色家電，工業控制仍是嵌入式系統市場大宗，面對網路時代的來臨，網路通訊功能整合，是此一領域應用日后相當重要的功能。
嵌入式系統崛起不甘與低效能劃上等號
在消費端應用，嵌入式系統最大的突破則是擺脫以往效能不如PC的既定印象，往行動運算領域靠攏，加上大量整合各式DSP與I/O控制能力，一顆小小的晶片，卻已經囊括一個裝置的主要功能。另外，也由于節能需求，嵌入式平臺在追求效能的同時，還需要兼顧節能，雖然高時脈是目前提高效能的手段，但不斷沖高時脈也會造成更高的能耗，在此前提下，導入多核心運算，利用多核分擔運算負擔，并在低負載關閉核心，亦是消費終端產品的下一個重心。
消費端應用的另一個趨勢是，隨著邁入32位元時代，自主開發的嵌入式系統核心減少，取而代之則是大量采用ARM與MIPS授權的核心技術，并使用這些核心技術結合公司本身的長處，造成市場上雖同樣采用這兩家核心技術，卻擁有不同風貌的產品。另外，PC端的處理器開始挑戰嵌入式平臺雖不是新聞，但自Atom發表之后，Intel的動作又更加積極，從PC跨入嵌入式系統，是完全不同的訴求。
32位元產品導入工控市場記憶體效能大幅躍進
ARM市場行銷經理陳洛表示，由于工控端的應用市場需要更高速的計算能力，并借此提升產品運算速度，許多過往采取自主核心技術的晶片廠商，紛紛放棄自行研發，改為購買授權，包括ARM 9與Cortex-M3處理器等。進入32位元時代，許多廠商舍棄過去自主開發核心的關鍵，在于32位元核心開發成本仍然過高，而部份企業的強項并非在核心部份，例如德州儀器著重DSP、高通主打整合數據機、nvidia擅長繪圖核心等，舍自行開發改采取購買核心授權，能夠大量減少在核心開發的資金與人力投入，并且可將資源集中在本身所擅長的領域。
除此之外，32位元處理器可以解決8051架構對于記憶體控制的問題，8051由于先天記憶體控制僅2~4KB，當處理大量繁雜的工作，程式碼很容易達到上限。
用于控制領域，由于愈來愈多的產品，例如高階可程式化滑鼠、白色家電等逐漸導入LCD顯示產品狀態資訊，許多嵌入式核心也因此導入簡易的LCD控制。瑞薩科技第一營業技術行銷部協理王裕瑞認為，32位元產品最大的價值，在于提升記憶體的可靠性，并且透過更高的記憶體有效提升效能，以利執行復雜的運算。
不同位元自有利基價值市場決定產品定位
盡管32位元處理器可以大幅提升處理效能，然而，位元并不代表一切。推出合乎市場需求的產品，才是重點。例如，王裕瑞表示，生產符合客戶需求的產品是瑞薩的首要宗旨，在消費型手持裝置領域，尤其是智慧手機市場，特定的處理器核心技術有其市場優勢，瑞薩也會針對客戶需求，客制其他授權核心的嵌入式處理器。而瑞薩本身的處理器，仍是以源自日立與三菱的處理器為主。瑞薩嵌入式市場粗分為兩個領域，其一為控制市場的MCU，另一個領域則是面向消費市場的SoC，兩者的關鍵在于MCU重視穩定與產品長期供應，產品線針對不同應用需求與成本從8位元到32位元產品，并且日益增加對周邊控制的能力；而SoC產品線，幾乎轉向32位元產品。
并非位元愈高就代表產品愈好，是否合乎顧客需求，也是產品所需考量的重點。從客戶需求來看，有時甚至不同位元產品市場會互相重疊。舉例來說，作為一般家電與光學滑鼠的控制，不一定需要32位元的產品。不過，另一方面，卻也不得不承認，各位元產品市場仍有少許重疊，例如高階8位元與低階16位元，或是高階16位元與低階32位元，就會因為產品價格與效能相近，會有相互跨線的情形，但是各位元產品仍有其擅長應用，不會因為32位元價格大量降低，就扼殺8位元與16位元產品的發展。
特別在嵌入式市場，許多的應用較為特殊，且產品周期較長，不能因為32位元產品價格降低，而淘汰現有8位元或是16位元的架構設計；以瑞薩的觀點，提供合作伙伴適合的產品相當重要，在此前提下，開發工具、AP與資源將是決定客戶是否愿意采用的關鍵，瑞薩也將旗下產品的應用，作精確的定位，使合作伙伴能夠針對需求，快速找到適合的產品。
第三方IP核心方案業界多種彈性選擇
除了對內自行研發與對外購買授權，嵌入式系統還有第三條路可走。 MIPS策略行銷總監Kevin Kitagawa表示，MIPS這類第三方IP供應商提供的解決方案，僅是廠商開發自有處理器核心所需成本的一小部分。雖然目前仍有廠商自行進行專屬的處理器設計，但他們通常一年須花費數百萬美元的費用，才能建立此內部能力。廠商同時也須負責建構一個圍繞此架構的軟體生態系統。隨著設計成本持續攀升，這樣的做法已經愈來愈不吸引人。因此，廠商勢必日益加深與可信任的高品質第三方IP供應商間合作，因為這些IP供應商已有廣泛、完備的生態系統。
結合網路，也是嵌入式系統平臺的重點。在工控與IPC領域，由于嵌入式平臺處理器效能逐漸提升，導入嵌入處理器取代傳統PC架構，透過網路連接的方式擴充內容，就能降低終端設備成本；Kevin Kitagawa認為，隨著制程微縮，整合已經成為SoC設計的主流發展趨勢。當多重市場中的連接性新標準成為共通，整合這些標準也會成為主流。 HDMI就是一個例子，它一開始只用在電視，但現在相機和行動電話中也非常普遍。傳統以來，因為要求訊號完整性，射頻通常被排除在整合部分之外，它可能持續以獨立晶片的形式存在。然而，若成本允許，有些公司已經將射頻功能整合在多晶片模組中。
以外部晶片支援嵌入式系統中的舊式標準，仍然會持續形成一個市場。舉例來說，舊的PCI、串列埠、平行埠、P-ATA、類比RGB等標準，因為新的SoC中不會支援這些功能，因此會采用外部晶片設計。需要這些舊標準的嵌入式系統會利用外部的「橋接」晶片，將較新的晶片上連接埠（on-chip port）與既有的舊標準連接在一起。
x86 處理器瘦身有成 逐鹿嵌入式市場
Intel亞太區嵌入式產品事業群暨微型裝置事業群總監陳武宏表示，云端趨勢，除了電腦以外，嵌入式系統透過連網的趨勢已經指日可待。 Intel在嵌入式產品的優勢，是確保軟體開發不因產品改朝換代而需重新來過，并藉由收購嵌入式軟體大廠Wind River，強化嵌入式系統設計陣容；針對手持多媒體裝置的系統，Moblin計畫仍不斷持續，并且希望藉由軟體與硬體的開源，與業界一起為嵌入式系統帶來更多元的產品與使用體驗。
過去以來，Intel在嵌入式處理器領域并未能深入著墨，主因仍在于整體平臺功耗過高。即便是第一代Atom平臺，仍有近30W的TDP。但2009年初所發表的第二代Atom平臺Pine Trail，正式宣布Intel跨入20W以下的領域，也幫Intel進軍嵌入式平臺打下良好的基礎。 Pine Trail平臺除了降低功耗以外，亦將繪圖核心與I/O控制納入處理器，使主機板主要晶片由三顆減少為兩顆，有利簡化主機板設計，未來Intel目標是將所有主要功能加以SoC，并且提供更低的功耗。
高效能嵌入式系統廣泛用在數位看板等互動產品
針對嵌入式市場，陳武宏表示，數位看板將是Intel未來會積極著墨的目標，數位看板對于網路、觸控與互動性的需求愈來愈高，也需要更強的運算能力。但是數位看板主機目前缺乏統一的業界標準，因此，Intel欲結合軟體廠商與工業電腦廠商共商標準，共同做大數位看板的市場。
陳洛認為，嵌入式系統與PC發展最大的差異，其中一個重要關鍵，在于嵌入式系統的重心移轉。過去嵌入式系統的重心以穩定、省電為前提發展，并且重視縮小封裝體積，相較PC傳統處理器、控制、繪圖分別不同核心的設計，嵌入式核心在一顆SoC IC中，近乎濃縮一個裝置所需要的所有功能。在維持穩定、省電、小體積、高整合的前提下，目前的發展則開始朝高效能領域，也就是自2009年Computex后，ARM不斷強調的行動運算。
x86身陷泥沼 效能與能耗難兩全
Kevin Kitagawa認為，英特爾的Atom主要用來作為低成本筆記型電腦和小筆電(netbook)的超低功率處理器。但即使是采用45奈米制程技術，它僅能提供1998年代Celeron處理器的一半效能，且功耗在2.5W~8W之間。此外，這些處理器通常需要搭配北橋/南橋等高功率晶片，使其功耗攀升到22.5W！雖然英特爾試圖透過提供SoC的模式，以積極策略跨入嵌入式市場，但是最終將與向MIPS科技這類公司取得嵌入式處理器技術授權的半導體業者相互競爭。
英特爾已開始提供可授權IP，但仍然缺乏MIPS IP核心所具備的彈性與可擴充性。對英特爾來說，當現今仍有足夠制造產能時，授權Atom IP是一不錯的策略，但若市場景氣再度復蘇，MIPS不知英特爾是否仍會專注此一策略，而改為較高利潤的PC產品。一旦當制造產能又不足時，相較于Core-2 Quad處理器，低毛利Atom核心的優先順序自然會降低了。
Linux 崛起有助嵌入式系統廣泛成長
陳洛則認為，Intel從PC與IPC意欲跨足嵌入式系統，最大的優勢仍在于與微軟的配合。然而隨網路普及，此優勢正在逐漸減少，尤其現在幾乎有顯示器的裝置都有連網能力，單機的末端效能不再像過往需要追求高運算能力，Intel雖提供相當統一的平臺規劃，卻對硬體架構與配置諸多限制，相對于ARM或是MIPS，減少許多搭配的彈性。
微軟之外，Linux是嵌入式系統平臺使用已久的另一作業系統選擇。然而業界并未有一套較統一的系統，直到Android出現后，市場才開始產生新的變化。
Android是一新興平臺，可與Linux互補，使其更具價值。自智慧型手機開始，接連如入門筆記型電腦、平板電腦、甚至機上盒，宛如著魔般采用Android作為統一平臺。 Kevin Kitagawa表示，大部分MIPS開發人員都會采用Linux系統，因為inux是嵌入式系統中一個發展完備的作業系統，同時扮演著下一代連網裝置的關鍵角色。
Android 獨領風騷統合圖像式Linux 市場
Kevin Kitagawa認為，由于Linux和專屬系統的不完整（fragmented）特性，應用程式都傾向于針對特定裝置使用（device-specific）。在此情況下，只有具備堅強內部軟體開發團隊的公司，才能將應用程式移植到不同的裝置上。 Android之所以能引領風騷，在于它提供了互補、定義完善的軟體堆疊，實現在各種不同嵌入式裝置上輕松開發與移植應用程式的目標。 Android移除了Linux不完整特性的開發障礙，并在Linux上建立了單一的框架，可使應用程式只需撰寫一次就能在多種不同裝置上執行。
總而言之，Linux作業系統和Android平臺能為新裝置、應用程式、市場、以及商業模式開創令人興奮的全新局勢。屆時仍然向OEM客戶收取權利金費用的作業系統將受到沖擊。當Android和Linux聯手證明自己是完備且具商業價值的產品時，使用這些收費作業系統的理由就愈來愈少了。
Android 投下市場震撼彈仍偏向消費性應用
陳洛表示，Android開發之初，即與ARM積極合作，使用ARM處理器開發Android終端是相當省時且簡易的。 Android與ARM皆采取開源的態度，希望藉由開放模式創造更多的產品應用與機會。 Android相較以往嵌入式系統，最大的特性就是：在開發之初，就是以網路應用為出發點，加上一個標準且開源的開發平臺。隨著各式裝置連網的趨勢，Android不僅可在手機上創造價值，包括可攜連網裝置、多媒體播放器、行車系統、機上盒，紛紛評估導入Android的可能性。
王裕瑞則提出較為不同的看法，王裕瑞認為，Linux在嵌入式系統領域使用已久，有其市場價值，而Android開源也對業界投下一顆震撼彈，因此吸引不少廠商的投入，以多媒體為主的產品采用這套系統固然有其市場需求，然而在控制領域，目前Android改版過于頻繁，卻不見得是好事，尤其許多產品講求穩定以及長時間銷售，是否容易開發與修改反而是其次。
時脈與能耗難兼顧多核心仍是眾望所歸
嵌入式系統如何達成效能提高的使命？時脈固然是經典手段，但礙于材料科學以及能耗，嵌入式系統透過高時脈追求效能仍有極限。陳洛認為，多核心是當前重要的趨勢。 ARM在接下來的Cortex A9以及Cortex A5，皆會透過多核心強化產品效能。以ST-Ericsson針對手機的嵌入式核心產品為例，相較時下它廠采用近1GHz時脈，這一顆采用Cortex A9架構的處理器僅有500MHz，卻是雙核心架構。全速時，兩顆核心皆以高時脈運作，但當待機時，可關閉其中一顆核心節省能耗。雖然現在證實，ARM架構處理器依舊能夠突破2GHz時脈，但是發熱問題將會使產品脫離嵌入式核心的初衷，陳洛表示，一定程度的時脈搭配多核心，將是嵌入式平臺未來的發展方向。
MIPS表示，隨著高解析度、高頻寬多媒體內容移植到新的數位家庭和可攜式裝置中，設計人員需要能夠提供高效能多媒體處理，并同時能針對低功率進行最佳化設計的處理器IP。需要處理大量資料的應用程式，不管是多媒體應用或高效能網路，都是MIPS科技處理器所擅長的： 能為開發人員提供建置較長電池壽命、以相同功率預算在晶片中整合更多特性、或以相同功率提供更高效能與更快使用者體驗的能力。擁有業界最佳的每微瓦（milliwatt）效能，MIPS核心是下一代融合（converged）產品的理想選擇。不同于提供通用型（one-size-fits-all）方案的做法，MIPS可為半導體業者提供選擇的彈性，因此更具競爭優勢。
MIPS可提供通過驗證的架構，以及具彈性、可合成的處理器核心，因此客戶能為其設計選擇最佳的配置透過與MIPS這類的可信任IP伙伴合作，廠商不僅能得到最佳的價格、效能與面積組合，以協助他們達成設計目標，同時還能獲得成功所需的軟體堆疊、開發專業。
多核心與高整合既節能又帶來效能
以瑞薩的角度，固然時脈是提升效能的有效方式，王瑞裕仍認為，并非所有的產品都需要高效能。但以車用電子應用為例，例如車用的引擎控制的機制，即需要快速的反應與判斷，對效能的需求日漸顯著。但時脈不可能無止盡的提升，一方面是工藝與材料科學，另一方面則是與節能的趨勢相違背。透過多核心可有效的提升產品性能，另一方面整合其他的輔助功能，降低處理器的運算負擔，又可針對不同的需求用更有效率的方式達成目的。例如瑞薩大量整合高效能ADC、DAC與OP的類比功能，減少嵌入式系統的BOM，并且使產品更具效能與市場競爭力。兼顧效能與能耗，并非緣木求魚，多核心加上高整合，就是可行之道！
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