在北京站的研討會(huì)上,圍繞嵌入式設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研討,具體的主題包括FPGA嵌入式軟設(shè)計(jì)工具,Windows Embedded CE的BSP驅(qū)動(dòng)與開發(fā),嵌入式應(yīng)用處理器,嵌入式設(shè)計(jì)應(yīng)用存儲(chǔ),利用嵌入式設(shè)計(jì)創(chuàng)建差異化的多媒體觀賞體驗(yàn)等。
嵌入式設(shè)計(jì)平臺(tái)
眾所周知,嵌入式設(shè)計(jì)平臺(tái)一直都是嵌入式設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。而對(duì)于FPGA來說,傳統(tǒng)上,其設(shè)計(jì)工具一直都是器件供應(yīng)商自身提供。出于簡(jiǎn)單的原因,這些工具之間彼此互不兼容,甚至是互斥的關(guān)系。雖然從去年開始,出現(xiàn)了一些支持FPGA開發(fā)的非原廠家的支持工具(如NI公司的LabView),但這些工具的出發(fā)點(diǎn)都是為了工具廠商原來的目的而設(shè)計(jì)的,而對(duì)FPGA設(shè)計(jì)的支持也只不過是一個(gè)擴(kuò)展性或增值功能。就在這次展會(huì)上,則出現(xiàn)了非FPGA器件提供商原廠的專業(yè)性設(shè)計(jì)平臺(tái)——Altium Designer。
面對(duì)FPGA廠商各自都有自己的設(shè)計(jì)工具,為什么像Altium Designer這樣的專業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)還會(huì)如此遭到工程師們的熱捧呢?圍繞這一問題我分別與現(xiàn)場(chǎng)工程師以及該公司的高級(jí)FAE馬熙飛作了交流。一位工程師表示,有了這樣的高級(jí)綜合性工具,就可以突破器件廠商自己的設(shè)計(jì)工具局限性,可以用一套工具覆蓋所有的FPGA器件。而針對(duì)器件庫的動(dòng)態(tài)鏈接支持方面的具體做法是,Altium將各器件的參數(shù)庫直接集成到Designer自己的庫中,而無需再購買器件公司的工具或參數(shù)庫來進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接。
作為推出第一套基于Windows的PCB設(shè)計(jì)工具(Protel)的Altium公司,這次推出的Designer實(shí)際上是繼各個(gè)版本的Protel之后的高級(jí)設(shè)計(jì)軟件平臺(tái),重要的是增加了FPGA/PLD可編程設(shè)計(jì)的開發(fā)功能。其功能涵蓋了板級(jí)設(shè)計(jì),管理庫,從設(shè)計(jì)到制造的過程驗(yàn)證,支持各類可編程器件,F(xiàn)PGA/PLD的集成,還有豐富的設(shè)計(jì)管理。其特點(diǎn)在于統(tǒng)一了板卡設(shè)計(jì)流程,提供了單一的集成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入,電路驗(yàn)證和PCB設(shè)計(jì)環(huán)境。對(duì)于FPGA類的可編程器件的支持,在Designer的編輯環(huán)境中,可以以板級(jí)進(jìn)行互聯(lián),這就有點(diǎn)類似于小型的IP,可以方便地實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境中器件的隨意轉(zhuǎn)移。而對(duì)于FPGA/PLD的集成,主要是解決了超大規(guī)模可編程器件的設(shè)計(jì)問題,通過板卡設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了不同大型FPGA項(xiàng)目之間的無縫鏈接。提供了FPGA-PCB聯(lián)合設(shè)計(jì),并在目標(biāo)共同平臺(tái)上方便地交互調(diào)試。
另外,正是由于板卡級(jí)設(shè)計(jì)概念的實(shí)現(xiàn),還更有利于復(fù)用原有設(shè)計(jì),并使用戶的設(shè)計(jì)習(xí)慣得到更好的尊重。
至于會(huì)不會(huì)對(duì)器件廠商的設(shè)計(jì)工具等商業(yè)利益造成沖擊這一敏感問題,這實(shí)際上是一把雙刃劍,筆者認(rèn)為這毫無疑問會(huì)對(duì)器件廠商的自身開發(fā)工具造成沖擊,但這卻會(huì)促進(jìn)可編程器件本身的應(yīng)用與推廣。所以,“器件廠商都給我們提供完善的支持”,馬熙飛如此說。
嵌入式操作系統(tǒng)
在研討會(huì)上,嵌入式巨頭微軟公司的OEM部門技術(shù)推廣經(jīng)理馬寧與眾多參會(huì)的工程師們進(jìn)行了生動(dòng)活潑的互動(dòng)與交流。作為Windows Embedded應(yīng)用的開發(fā)者,系統(tǒng)架構(gòu)師,以及長(zhǎng)期從事嵌入式開發(fā)的經(jīng)驗(yàn),馬寧從嵌入式軟件Windows Embedded CE的硬件相關(guān)的底層開發(fā)技術(shù)著手,深入介紹了BSP,Bootloader,OAL的基本概念和加載方式,以及如何利用KITL進(jìn)行系統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)試等精彩內(nèi)容。他以引導(dǎo)和激勵(lì)相結(jié)合的方式,吸引了眾多工程師和研究人員參與互動(dòng),讓工程師們通過具體應(yīng)用來幫助他完成演講和技術(shù)推廣,起到了很好的演講和推廣效果。
從馬寧的演講中不難看到,他把焦點(diǎn)集中在如何讓工程師們?cè)谧疃痰臅r(shí)間內(nèi)掌握OS的特殊地方的使用技巧,特別是那些與常規(guī)用法不同的地方。如他通過與視窗比較生動(dòng)地解釋了Bootloader的功能和加載順序,板極支持包的用法,甚至談到在沒有OS狀態(tài)下這些特殊功能的使用方法,還有流式驅(qū)動(dòng)的用法等,工程師們反映受益匪淺。
嵌入式處理
嵌入式處理器一直是設(shè)計(jì)思想的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵。飛思卡爾公司無線與移動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品部中國區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理蔣宏,圍繞近期嵌入式市場(chǎng)的變化,以及該公司在i.MX系列處理器的基礎(chǔ)上,針對(duì)市場(chǎng)變化所最新推出的新型的、具有更高成本效益的i.MX37和功能更加強(qiáng)大的i.MX35處理器,蔣宏深入介紹了這兩款處理器的參考設(shè)計(jì),應(yīng)用注意事項(xiàng)以及應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)等。
基于ARM內(nèi)核的飛思卡爾i.MX35多媒體應(yīng)用處理器的功能方框圖
對(duì)于飛思卡爾的i.MX系列處理器,與之前的版本比較,實(shí)際上的基礎(chǔ)架構(gòu)等都沒有什么區(qū)別,主要是針對(duì)應(yīng)用進(jìn)行了很多改進(jìn)和相關(guān)功能加強(qiáng)。如對(duì)于像上網(wǎng)本這類的新興應(yīng)用來說,處理器的生態(tài)環(huán)境就發(fā)生了較大的變化。在這類應(yīng)用中,對(duì)數(shù)據(jù)流量要求較高,而對(duì)各種外設(shè)以及快速運(yùn)算方面的需求就低一些,于是,飛思卡爾推出i.MX35低成本應(yīng)用處理器,并將一些美工圖形設(shè)計(jì)與處理功能分離開來,從而減少對(duì)圖形設(shè)計(jì)人員在技術(shù)層面上的約束。這類處理器特別適合上網(wǎng)本和學(xué)習(xí)機(jī)這類相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)景。
嵌入式存儲(chǔ)
雖然任何嵌入式應(yīng)用都離不開存儲(chǔ)器,也可以籠統(tǒng)地講嵌入式設(shè)計(jì)沒有冬天,但似乎嵌入式存儲(chǔ)還感受不到春天的溫暖。在經(jīng)過幾年飛天式的高速發(fā)展后,嵌入式存儲(chǔ)已經(jīng)經(jīng)歷了不短一段時(shí)間的痛苦煎熬了,從存儲(chǔ)巨頭Spansion的破產(chǎn)保護(hù)就足以說明這一點(diǎn)。在筆者開來,存儲(chǔ)在短時(shí)間內(nèi)還難以脫困,還要繼續(xù)飽受風(fēng)寒的煎熬。
不過,存儲(chǔ)業(yè)界也在積極地應(yīng)對(duì)變革,如Spansion公司推出的與先進(jìn)工藝匹配的MirrorBit Flash技術(shù),目前容量已經(jīng)達(dá)到了1G。推出這種技術(shù)的很大一個(gè)原因就是速度快,可以達(dá)到50ns,從而可以把應(yīng)用向很多應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展;再就是該技術(shù)適合于新節(jié)點(diǎn)工藝,目前已經(jīng)在18nm工藝上試驗(yàn)成功。而傳統(tǒng)的Floating Gate技術(shù)到40nm后,再往下走不下去了。另外,這些公司也正抓緊向大容量Flash的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)發(fā)起沖擊,如Spansion公司就在積極開發(fā)4G和8G的Flash技術(shù),據(jù)該公司的SCID亞太區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理黃強(qiáng)介紹說。但當(dāng)筆者問及10G容量Flash的研究情況時(shí),黃強(qiáng)認(rèn)為目前還有很大的難度,他認(rèn)為短期內(nèi)困難比較大,還有很長(zhǎng)的路要走。
筆者之所以關(guān)注10G容量的Flash,這是因?yàn)橐坏┤萘磕軌蜻_(dá)到這個(gè)級(jí)別,閃存的應(yīng)用范圍和規(guī)模、甚至應(yīng)用模式都可能得到變革,就可以替代光盤,覆蓋大容量的高清存儲(chǔ)市場(chǎng)。而到那時(shí),將會(huì)是嵌入式存儲(chǔ)第二個(gè)春天的真正到來!