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嵌入式市場爭霸戰開打 晶片/作業系統商各出奇招

2012-01-09
隨嵌入式市場商機日趨龐大,各家晶片商與作業系統廠為搶占更多的市占率無不使出渾身解數。其中,德州儀器祭出5美元Cortex-A8 MPU積極搶市;而微軟與Google則分別以Windows 8及Android 4.0作業系統隔空交火,為2012年嵌入式市場的龍爭虎鬥戲碼揭開序幕。
為滿足與改善人類生活上的各種需求,已有越來越多的嵌入式裝置如雨後春筍般的出現在生活周遭中,如可攜式導航、掌上型遊戲機、提款機(ATM)等嵌入式設備,皆大幅提升人類在娛樂以及生活的便利性。有鑑於此,為使嵌入式裝置能擁有絕佳使用者體驗效果與親民價格,如何選擇兼具效能與成本的微處理器(MPU)置入裝置中,其重要性自然不言而喻。

為使嵌入式裝置產品有高性價比,德州儀器(TI)發表基於安謀國際(ARM)Cortex-A8核心的微處理器Sitara AM335x已下殺5美元,可望藉此大舉搶攻嵌入式市場。設計人員透過該微處理器可降低開發成本,實現高效能的優勢。

5美元震撼彈引爆 德儀Cortex-A8 MPU搶攻嵌入式市場

圖1 德州儀器MCU/DSPS產品亞洲區市場開發行銷經理蕭志盛表示,Sitara AM335x將以優勢價格與高效能積極布局嵌入式市場。
德州儀器MCU/DSPS產品亞洲區市場開發行銷經理蕭志盛(圖1)表示,隨著嵌入式產品的競爭日趨激烈,如何協助客戶在不增加成本、功耗等前提下,將微處理器整合進更多功能,使客戶產品能夠在市場上脫穎而出,已是未來微處理器設計的關鍵所在。為因應此一需求,德州儀器推出Sitara AM335x可支援三維(3D)圖形、觸控式螢幕、高速乙太網(Ethernet)和高頻寬連結等功能,並保持低成本設計與低功耗,提供客戶更高的功能整合度與更豐富的周邊。

蕭志盛進一步指出,過往以Cortex-A8為核心的微處理器市場行情價至少近10美元,而Sitara AM335x藉由45奈米(nm)製程與最佳成本化設計等方式,不僅能以5美元的價格優勢大舉搶占嵌入式的市場,且在效能方面甚至也超越ARM9與ARM11。

德州儀器新款微處理器的總運算效能可達720MHz,相較於ARM9、ARM11的效能,足足提高二至三倍,且待機耗電量僅7毫瓦(mW),並且能夠延長電池使用壽命以及降低熱放射。透過單一晶片上提供的3D圖形功能、觸控式螢幕控制器以及精密周邊等高整合度特性,能夠讓客戶的產品不僅具備高效能優勢,更可減少印刷電路板(PCB)的空間,簡化設計複雜度,促使整體物料清單(BOM)成本可驟降40美元的成本,進一步強化客戶的產品在嵌入式市場上的競爭力。

另一方面,德州儀器還可為設計人員提供開發工具、免費軟體以及全天候的技術支援服務,為該公司嵌入式處理器產品增加更多附加價值。例如,為節省客戶設計時程,該公司針對Sitara AM335x推出 89美元的BeagleBone開發板與995美元的AM335x評估模組(EVM),可實現低成本的高效能無線連結平台。

為積極擴大微處理器的應用版圖,能否支援不同嵌入式作業系統的亦相當關鍵。蕭志盛補充表示,Sitara AM335x可支援Linux、Android、Windows Embedded Compact 7等作業系統以及協力廠商提供的相容型安全解決方案與即時作業系統(RTOS),可進一步支援產品客製化與簡化開發。據了解,Sitara AM335x目前主要鎖定可攜式導航、掌上型遊戲機及教育類裝置、大樓自動化以及印表機等小型設備的嵌入式應用市場。

除藉由低成本、高效能的微處理器插旗嵌入式市場外,由於具備聯網功能的智慧型系統將成為大勢所趨,因此微軟(Microsoft)進一步以Windows 8強化現有Windows Embedded嵌入式作業系統(OS)。

智慧型系統當道 微軟強化嵌入式系統OS

圖2 微軟嵌入式事業部全球專案管理總監Ben Smith表示,該公司特別成立工作小組,以積極解決智慧型手機與智慧型嵌入式系統連結時所面臨的問題與挑戰。
微軟嵌入式事業部全球專案管理總監Ben Smith表示(圖2),未來以Windows 8作業系統為基礎所打造的Windows Embedded嵌入式作業平台系列,將可大幅強化嵌入式裝置的使用者介面、開機速度、聯網體驗,以及管理與安全等功能。

下一代微軟嵌入式作業系統將分為Windows Embedded Enterpreise v.Next與Windows Embedded Standard v.Next兩個版本,其中Windows Embedded Enterpreise v.Next可在裝置上提供完整的Windows 8應用程式功能,以及Windows 8所提供的一切管理與安全功能。並於2012年第一季將先提供測試版本,待Windows 8發布之後的下一季再陸續提供給不同裝置製造商使用,如ATM與資訊站(Kiosk)。不過,目前微軟並未明確表示Windows 8將於2012年何時上市。

至於Windows Embedded Standard v.Next的產品則是著重在高度客製化與元件化,與Windows Embedded Enterpreise v.Next最大的差異處,在於該系統未來只依照客戶的需求來選定要導入哪些Windows 8應用功能。

談到新的Windows Embedded作業系統以Windows 8為基礎的原因,Smith指出,除在個人電腦的體驗外,Windows 8將於其他裝置如平版裝置(Tablet Device)提供眾多聯網與雲端服務的新體驗。而傳統嵌入式系統也將因加入網路連線功能,搖身一變成為智慧型系統,肩負資料傳輸、分析與傳送的功能,因此Windows Embedded作業系統才須藉助Windows 8,進而滿足未來智慧系統所需。

值得注意的是,Windows Embedded Standard v.Next將可支援安謀國際(ARM)架構,Smith表示,如同Windows 8支援安謀國際處理器架構,由於微軟看好安謀國際處理器在嵌入式系統的發展前景,因此繼宣布Windows 8納入安謀國際處理器後,新一代Windows Embedded也進一步支援安謀國際處理器。

根據IDC資料顯示,智慧型系統將從2011年的八億台裝置,成長到2015年的二十三億台,且嵌入式裝置的出貨量已超越手機與個人電腦,IDC並預測,智慧型系統的市場產值將迅速擴張至5,200億美元的規模。為搶攻此商機,微軟將以下一代Windows Embedded作業系統迎戰其他作業系統。

然而,其他作業系統亦非軟柿子,絕不會坐以待斃。系統大廠Google在香港舉辦代號為冰淇淋三明治(Ice Cream Sandwich)的Android 4.0作業系統上市發表會,三星(Samsung)也展示首款搭載Android 4.0的手機產品Galaxy Nexus,除打破Google將獨厚摩托羅拉(Motorola)的市場傳言外,也展現搶攻嵌入式市場的決心。

Google首款跨平台裝置作業系統Android 4.0,與蘋果(Apple)iOS相同,適用於手機、平板及筆記型電腦,並訴求強大的人機介面(UI)功能,意味著Google與蘋果的戰爭不再僅限於手機或平板裝置,而將是戰線全開。

矛頭指向iOS/Win 8 Android 4.0全面開戰

圖3 Ovum電信設備與平台首席分析師Tony Cripps表示,各大作業系統的戰線將從硬體擴大到軟體服務,而處理器如何與作業系統無縫搭配,將為晶片商決戰市場的關鍵。
Ovum電信設備與平台首席分析師Tony Cripps表示(圖3),跨平台的作業系統架構,蘋果iOS是最佳的範例,甚至2012年微軟即將推出的Windows 8作業系統也將是該公司首度跨平台的產品,因此可預見未來蘋果、Google及微軟的競爭將不再是單一裝置,不但擴大到筆記型電腦,甚至戰火也將延燒到聯網電視。

據了解,除了跨不同應用裝置外,Ice Cream Sandwich人機介面功能也相當令人驚艷,可提供人的頭部、眼睛、鼻子的偵側追蹤功能,亦即當多人視訊時,語音偵測可鎖定發言者。Cripps認為,人機介面功能的大躍進,已成為新一代作業系統必然的發展方向,例如從蘋果Siri人工智慧語音控制功能,再到Android 4.0的頭部追蹤(Head Tracking),也可看出Google積極追上蘋果,並試圖超越的決心。

Cripps認為,蘋果未來恐難在市場上繼續獨占鰲頭,原因在於其iPhone、iPad系列皆定位為高階產品,該公司並未耕耘中低階平板裝置或智慧型手機市場,而Android作業系統一推出即是撒下大網,Android 4.0更是準備通吃低到高階裝置市場,更何況Android在ARM完整的產業生態鏈的加持下,成為行動裝置與數位家庭聯網裝置良好的溝通橋樑,因此未來Android可望吃下各種裝置平台作業系統的市占,穩居龍頭地位。

至於英特爾(Intel)能否順利搶搭Android成長順風車,Cripps分析,現階段英特爾晶片組要執行Android作業系統仍有一定程度的挑戰,處理器須進一步修改,才能提高其中央處理器(CPU)與Android作業系統、應用軟體的契合度,且英特爾並非行動裝置核心處理器供應商,因此要擴大行動裝置市占率仍相當吃力。

綜觀而論,無論是晶片供應商或作業系統供應商,皆為了吃到一塊龐大的嵌入式市場的商機而使出渾身解數,雖鹿死誰手尚是未定之數,但可以預期的是未來嵌入式設備將會朝向效能更佳、系統服務更趨完整的趨勢邁進。

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