全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)移動智庫數(shù)據(jù)預測，到 2025 年，全球物聯(lián)網(wǎng)的市場份額將會超過 1.1 萬億美元，以中國為主體的亞太地區(qū)，將會以 3860 億美元的金額成為全球最大的物聯(lián)網(wǎng)的市場，北美和歐洲則會成為第二、第三大市場。
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未來的物聯(lián)網(wǎng)應用，將面臨更低功耗，更多個性化外設功能的需求。相應的，未來世界對與物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展密不可分的 MCU 也將提出更多需求，這些需求將包括給用戶提供可靠的安全感。例如，產(chǎn)品的安全性、供應鏈的穩(wěn)定供貨、產(chǎn)品的加密程度和應用層面的安全。其次，由于未來物聯(lián)網(wǎng)對射頻的需求，包括對藍牙、WiFi、Zigbee 甚至 Sub-G 的傳輸需求的增多，MCU 還需要豐富的接口。最后，MCU 還需要具有低功耗和可靠性。
對于中國這塊巨大的物聯(lián)網(wǎng)市場而言，對 MCU 有著更為本土化需求。但目前的中國市場上，大部分 MCU 都是基于 ARM 的 Cortex-M 核心，沒有專門針對中國市場的核心。
本周，安謀中國發(fā)布了首顆面向中國本土的處理器——“星辰”處理器(STAR-MC1)的研發(fā)過程、特點以及落地情況。目前，該處理器已正式進入商用階段。
安謀中國的首款 “星辰”處理器
STAR-MC1 作為 “星辰”系列產(chǎn)品的第一款產(chǎn)品，支持現(xiàn)有的 Armv8-M 架構(gòu)的所有特點以及最新的指令擴展。根據(jù)安謀中國產(chǎn)品研發(fā)副總裁劉澍的說法，該款處理器是一款非常緊耦合性的高效微處理器，性能達到 1.5DMIPS/ MHz -4.02Coremark/MHz，同時繼承 Armv7 和 Armv8 結(jié)構(gòu)的 DSP 指令和浮點計算單元。同上一代 Arm 處理器相比較，在同一主頻下，這些新結(jié)構(gòu)體系的升級可以使 STAR-MC1 的性能提升 20%。
對于 Armv8-M 而言，將安全技術引入到該架構(gòu)中，采用 Trustzone 安全方案，將運行環(huán)境隔離成安全區(qū)與非安全區(qū)，讓用戶的敏感的運行程序在安全區(qū)內(nèi)運行，應用型程序在非安全區(qū)運行。Trustzone 是 Arm 公司在 2006 年提出，并在 A 系列處理器中得以應用，如今在 M 級別的處理器中繼續(xù)沿用，保障 MCU 對安全性的需求。
安謀中國的合作伙伴靈動微電子的董事長兼總經(jīng)理吳忠潔表示，安全性是 MCU 最重要特性之一，如果一個方案被破譯，方案商就要承受巨大的損失。
同時，Armv8-M 中還植入了用于定制化擴展的協(xié)處理器接口和用戶可定制化指令集。前者可以幫助用戶面對細分市場做出不同的創(chuàng)新，后者可以方便用戶定制自己的指令集。一方面，能夠把用戶自己的特色操作固化在 CPU 流水線中，達到非常高的執(zhí)行效率，另一方面，也能保護客戶的知識產(chǎn)權以及提供差異化服務。這些 Armv8-M 創(chuàng)新性的架構(gòu)，都能在 “星辰”處理器中得以實現(xiàn)。
此次發(fā)布的 STAR-MC1 創(chuàng)新性則在于處理器數(shù)據(jù)讀取效率的提升，這是由于在 M 級別的處理器中引入了整個 Cache 結(jié)構(gòu)，處理器的數(shù)據(jù)讀取無需通過總線或者外部存儲器即可讀取。
Arm 的 Cortex-M，安謀中國的 STAR
“星辰”處理器具有本土化的特點，安謀中國方面表示，在定義這款處理器時，針對中國市場進行充分的調(diào)研，充分聽取和發(fā)掘了國內(nèi)眾多合作伙伴的需求和對應用的理解。
安謀中國劉澍表示，“星辰”處理器也可以稱之為中國的 Cortex-M，不過兩者沒有很大的交疊，“星辰”處理器較 Arm 現(xiàn)有的處理器而言，有著自己的獨特性，安謀中國在定義這款產(chǎn)品的同時，同 Arm 團隊進行了充分的交流與溝通，通過雙方互相印證，得出具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品，無論是國內(nèi)還是國外，都有類似的產(chǎn)品需求。
不同于 Cortex-M，“星辰”處理器采用新指令架構(gòu)的升級、新存儲器子系統(tǒng)提高系統(tǒng)的效能，除此之外，“星辰”處理器還采取中國客戶的建議，加入 Flash Interface 的外部操作，這是過去 Arm 的 CPU 里所沒有的。值得一提的是，此次安謀中國團隊幾乎與 Arm 劍橋團隊同步推出新的架構(gòu)升級和可定義化指令集，這展示了中國團隊突出的執(zhí)行力、設計能力以及驗證能力。
對于客戶而言，盡管 “星辰”處理器相當于一款全新的產(chǎn)品，但完全不用擔心使用習慣以及生態(tài)上的改變，因為二者都是基于 Armv8-M 架構(gòu)的處理器，Arm 繁榮而完善的生態(tài)系統(tǒng)、應用程序、工具層的優(yōu)勢同樣可以被完全利用，IP、CMSIS 標準軟件庫的支持、TCM 接口的集成以及整個低功耗的管理方法也都相同。因此，用戶和芯片客戶在使用 “星辰”處理器時也無需因為變化而承擔風險和困難。
安謀中國的合作伙伴靈動微電子的董事長兼總經(jīng)理吳忠潔也表示，正是因為 Arm 標準品質(zhì)的保證以及國內(nèi)團隊的研發(fā)生產(chǎn)，才選擇了 STAR Core。
值得一提的是，由于是中國本土創(chuàng)新的產(chǎn)品，所以在中國進行 IP 授權時，無論是在商務還是在配置上，會更加靈活，有非常多不同的模式支持不同需求的客戶。
星辰處理器，未來可期
目前，“星辰”處理器已經(jīng)有 30 多個授權客戶，其中有 21 個客戶已經(jīng)進行項目集成、設計，7 個項目已經(jīng)流片。全志科技最近也發(fā)布了基于 “星辰”處理器的 IoT 芯片 XR806，該芯片具有低功耗、高性能、安全性的特點，支持 WiFi 和藍牙 5.0 的協(xié)議，能滿足智能家居對各種復雜場景的連接的需求。
STAR-MC1 作為安謀中國 “星辰”系列處理器之一，支持 Arm 架構(gòu)，但從設計到交付都是在中國完成的。STAR-MC1 只是 “星辰”系列處理器的第一個產(chǎn)品，后續(xù)還會有更多的路線和產(chǎn)品。
劉澍表示，安謀中國目前正在做的下一代處理器是基于 v8.1 架構(gòu)體系，將繼續(xù)在人工智能數(shù)據(jù)處理能力上有更大的提升。基于中國市場的輸入，會繼續(xù)高性能、低成本、低功耗的路線。同時也會持續(xù)關注中國 IoT 市場的特色發(fā)展，滿足用戶需求。
用中國的處理器支持中國的物聯(lián)網(wǎng)市場，星辰處理器將面臨更多機遇與挑戰(zhàn)。
