新型内核助力MCU设计从8位向32位升级

飞思卡尔半导体公司已经开发出一款68K/ColdFire微控制器内核。通过使用该内核，OEM在相同片上外围功能和工具套件协助下，能够轻松地在第一时间从8位向32位升级。

“设计人员一直都期盼一种单一架构，能使他们不费吹灰之力就实现8位和32位之间的转换。”飞思卡尔副总裁兼微控制器部门总经理Mike McCourt介绍，“68K/ColdFire V1内核将为设计人员提供一种选择，在提升性能的同时却不必承受传统上32位架构带来的高成本。”

市场调研公司Forward Concepts总裁Will Strauss认为，目前微控制器和DSP供应商中存在一种较显著的发展趋势，即通过提供性能范围从高端到低端的兼容芯片来保护其在软件开发上的投资。飞思卡尔的举措正是该趋势的一种具体体现。“考虑到他们已建立的8位和32位用户基础，我认为这绝对是一个正确的策略。”Strauss说，“他们希望产品线能在性能方面上下浮动，并且真的实现了。对OEM而言，飞思卡尔是唯一真正提供迁移路线的微控制器供应商。大多数工程师喜欢这样的发展变革。”

飞思卡尔预计将从新型V1内核中衍生出八大ColdFire系列。该公司的发展蓝图包括ColdFire通用器件、LCD控制器、USB-enabled器件和CAN器件等。其中许多器件将于2007年上市。

连续性MCU策略

飞思卡尔在8位和32位MCU竞争日渐激烈的今天推出了新的内核。在32位领域内，飞思卡尔已经确立的68K/ColdFire地位正在面临来自ARM架构的挑战，众多获得ARM架构授权的厂商目前纷纷推出不同价位和性能水平的器件；同时，8位MCU领域由于得到了Microchip、Atmel、ST和Ramtron等厂商长久以来的支持，因此仍然保持活力；而在16位以及新一代数字信号控制器(将MCU与DSP功能混合到同一器件)方面，也不断有新品面世。

“最大的问题是软件。”Semico调研公司总裁Jim Feldhan表示，“飞思卡尔拥有大批的追随者。在针对8位和32位架构的代码和实时操作系统方面，他们可以提供大量软件。由于对处理器的需求正在从8位向32位增长，所以从8位到32位的连续性在代码复用方面能够提供巨大优势。连续性策略无疑体现了飞思卡尔对客户在软件和工具投资方面的重视。”

新型ColdFire V1内核是现有ColdFire V2架构的简化版，由于具有相同的寻址模式和指令定义，因此能够向上兼容其它ColdFire内核(V2, V3和V4)。该指令集提供可选择的MAC/EMAC/DIV指令以及改进的字节(8位)和字(16位)操作数处理。

V1内核是一个两级操作数执行流水线，它能够紧密地把32位本地存储器(闪存和SRAM)和标准化8位总线与S08外设相连。它与其它ColdFire内核是同一编程模型，而且无需改变即可支持ColdFire编译规范。

今年年初推出的新型8位RS08内核是飞思卡尔策略的关键部分，目的就在于使未来8位和32位器件可以使用同一外设。事实上，据飞思卡尔行销经理Jeff Bock透露，为了确保兼容性，32位V1和8位RS08器件将会同时开发。

整套的ColdFire架构寄存器都嵌入在V1内核中。V1内核采用S08总线结构，从而能够使用类似的外围与存储模块。在封装引脚兼容方面，V1使用了S08的单针脚背景调试模式来创建简单的接口配置。

“着眼于8位、16位和32位微控制器的连续性是一种新的方式。”Bock认为，“ColdFire V1 32位MCU系列，以及该系列与8位MCU S08系列的兼容性，允许客户根据产品性能需求随意选择飞思卡尔具有连续性的产品系列。设计师基本上可以将管脚兼容的新型68K/ColdFire器件直接用在自己的系统中，立即获得更突出的性能。”

图1：ColdFire V1设计能够提供通用外设，以及对8/32位内核的自由选择

“通过共享通用外围接口和开发工具，V1内核将会简化设计过程，并对全部现有68K/ColdFire内核提供向上兼容。”Bock介绍。

8位RS08内核是飞思卡尔低功耗HCS08架构MCU的简化版，目标瞄准传统电机设计和便携式应用，范围从发动机控制到一次性使用的卫生保健产品。该公司已将其新的RS08微控制器内核、1kB闪存以及63B RAM集成在一个价格为43美分的六引脚器件中。

“我们希望飞思卡尔今年推出的产品能带动新型微控制器的发展。”飞思卡尔高级副总裁兼汽车电子与标准产品部总经理Paul Grimme表示，“设计师会根据具体应用，在具有通用外设且性能连续的控制器中进行选择，在这种情况下，我们发现微控制器的位数变得无关紧要了。”

开发工具

飞思卡尔还在不断扩展对第三方开发工具的支持环境。从CodeWarrior 6.0开发工具包开始，V1内核将与S08 8位架构共享一组通用工具。飞思卡尔将通过自动代码生成来强化CodeWarrior，并将定义一个统一的硬件开发平台来提供通用的开发板和电缆接口。

虽然Semico公司的Feldhan承认微处理器/微控制器市场存在激烈的竞争，但他指出：“由于目前产品上市时间非常重要，因此软件和工具的兼容性将成为飞思卡尔的一个巨大优势。”

作为飞思卡尔微控制器领域的主要竞争对手，Atmel公司却选择了一条不同的道路，它专注于开发基于ARM架构的器件及专有的AVR解决方案。“我们并没有发现客户对AVR和ARM架构间的外设兼容性有急切需求。”Atmel公司ARM行销经理Jacko Wilbrink表示。他指出Atmel在8位器件上有着极具竞争力的低成本解决方案。

Semico公司的Feldhan则认为：“飞思卡尔具有极其丰富的经验，他们拥有很多用于工业和通讯市场的外设。但是，在这一行业中，没有谁可以稳居老大的位置。”

作者：顾茂亭