摘  要： 结合近年来MID产品需求的快速增长，分析了目前ARM处理器在MID领域的应用。详细介绍了国内主要的ARM处理器设计公司，以及在互联网云技术发展热潮下，MID产品的核芯ARM处理器在我国发展优势及趋势。
关键词： MID；ARM处理器；IC公司；中国微电子；芯片设计

　MID（Mobile Internet Device）是Intel公司在2008年IDF大会上推出的一种新概念迷你笔记本电脑。目前MID主要涵盖智能手机和平板等移动互联网接入设备。随着人们对智能化生活要求的不断提高，近年来，移动互联网设备MID得到了飞速发展。2011年智能手机全球出货量为4.88亿部，同比增长63%，已经超过了个人电脑的全年销售量。同时，另一主要MID设备平板电脑也得到井喷式发展，2011年全年出货量约为6 000万部，同比增长274%。其中，70%是苹果公司的ipad，仅2011年第四季度，ipad销量为1 540万台，超过全球最大PC公司惠普同期1 510万的个人电脑销量。
　而MID设备的高速发展，是依赖于ARM处理器作为硬件核芯的发展。ARM公司成立于1991年英国剑桥，通过出售芯片设计技术授权，是目前全球最大的RISC芯片IP设计商，随着MID设备近半年来爆炸式增长，ARM合作伙伴年出货量已达百亿。ARM公司是专门从事基于RISC芯片技术开发的设计公司，ARM公司作为IP提供商，本身并不生产芯片，而靠转让许可技术由合作公司生产各具特色的芯片。全球合作伙伴从ARM公司购买其设计的微处理器核，根据各自应用不同，加入不同的外围电路，设计出符合自己市场需要的微处理器核。
　而近年来随着智能手机、平板等MID的快速发展，ARM芯片的制程及更新速度，已经超过了摩尔定理芯片发展速度。
1 ARM发展
　随着MID产品功能的丰富，使得ARM嵌入式处理器飞速发展，而ARM处理器的发展已经改变了传统嵌入式的概念，ARM架构成为与x86架构、power架构等相竞争的硬件结构[1]。
自1983年开始到目前为止，ARM内核共有ARM1、ARM2、ARM6、ARM7、ARM9、ARM10、ARM11和Cortex以及对应的修改版或增强版，随着内核版本的增强，其初始频率越高、架构越先进、功能也越强。应用于MID领域的ARM处理器内核，有早期的ARM9、ARM11核芯，但其相对性能较弱，渐渐不能满足目前MID软件系统的需求。目前主要有Cortex A5、A8、A9、A15核芯，以及基于以上架构的MPCore多核架构硬件核芯[2]。ARM在国际上主要的制造设计伙伴包括德仪、高通、英伟达、迈威科技、意法爱立信、三星、瑞萨、飞思卡尔等，他们的最新处理器大多为40 nm或28 nm、双核或者四核芯产品。主要ARM内核及性能如表1所示。

　MID数字互联网的多媒体应用，要求ARM处理器不仅要有高性能的处理核芯，同时要集成优秀的显示核芯。目前市场上显示核芯主要有高通（Qualcomm）的Adreno系列、Imagination的PowerVR系列、博通（Broadcom）的BCM系列、英伟达（NVIDIA）的GeForce ULV系列及ARM的mali系列等。ARM处理器显示核芯如表2所示。

2 国内ARM的发展
　与国际上发展相比，国内ARM芯片主要的IC公司还有一些差距，这些差距主要是芯片设计经验的不足、市场认知度不高，使得相关产品在国际市场竞争中相对落后。尽管如此，2011年，国内MID厂商芯片出货量也超过了千万片。据统计，2011年中国平板/MID终端出货1 200万台，芯片出货1 400万片，7英寸产品和出口占80%以上。随着技术成熟和用户体验提升，整机成本（不含税）降到65美元（7英寸电容屏CPU为1 GB，缓存为512 MB，闪存为8 GB），零售价降到99美元内。市场将迅速增长，预计2012年，中国平板/MID出货将超过2 500万台[3]。
　目前就ARM公司官方网站显示，其全球合作伙伴总数约为800家，而中国国内合作伙伴数约为70家[4]，其业务范围包括ARM在各个领域的应用，其中国内主要的设计伙伴包括威盛、瑞芯微、盈方微、全志、晶晨、华为海思、联发科、新岸线等，他们都有着巨大的发展潜力[5-6]（表3中，Telechip是韩国公司，君正产品是基于MIPS架构的）。

2.1 威盛（VIA）
　威盛成立于1992年，位于我国台湾新北市，早期从事系统芯片组开发，自从收购了Cyrix之后，开始从事X86架构CPU的设计，先后推出了多款处理器，虽然性能无法与第一、第二名的Intel和AMD抗衡，但是其特长在于低功耗，因此得以在某些特殊领域的市场上站住了脚跟。X86架构CPU设计经验也为其积累了丰富的IC设计经验。
　近年来，威盛主要产品是基于ARM9的8500处理器以及ARM11的8650处理器。在威盛目前尚未推出新的产品情况下，其市场地位处于下降的趋势。目前，威盛若能足够重视，并能及时推出符合市场主流的新产品，凭借其多年来的设计经验及市场影响力，具有与国际顶尖ARM芯片公司争雄的实力。
2.2 瑞芯微（Rockchips）
　位于福建福州市，成立于2001年，早年通过设计传统MP4芯片起家，首款智能ARM芯片是基于ARM9内核的RK28系列，这款产品不仅是瑞芯微由传统MP4芯片商向智能MID芯片设计商过渡的产品，也是国内MP4向平板过渡的关键产品。但搭载了Android系统的RK28系列产品由于ARM9天生性能不足，使国内平板产品并未被国内主流市场认同。2011年初，跨越了ARM11，瑞芯微推出了基于ARM Cortex A8内核的RK29系列芯片，相关产品在2011年下半年大量上市。同时，瑞芯微推出了SDK优化界面，使得RK29系列平板产品成为国内最受欢迎的产品。
　2012年2月29日，瑞芯微又正式发布了该公司下一代、基于ARM Cortex A9双核架构、低成本Android平板电脑解决方案——RK30xx平台，其相关产品已于近期上市。不仅如此，2012年第二季度，瑞芯微还发布了低功耗单核心Cortex A9平台RK31xx，2012年底或2013年初旗舰级的四核心Cortex A9 RK32xx也即将发布。这些产品的发布，将确立瑞芯微作为国内ARM设计商的领导地位。
2.3 盈方微（infotmic）
　位于上海市，成立于2008年，2010年5月8日推出了自己的第一款芯片产品——基于ARM11架构的IMAPx200系列产品，并于2010年下半年在国美飞触上成功应用。基于IMAPx200系列芯片，盈方微开发的相关MID产品，其市场认知度不断提高。
　2012年上半年，盈方微刚刚推出了基于低功耗双核Cortex A5的iMAPx820处理器，其应用于智能手机具有高性能低功耗的优点，使未来低端Android智能手机流畅运行成为可能；下半年，盈方微还会推出基于Cortex A9内核的双核产品。尽管成立较晚，凭借其严谨高效的精神，盈方微具有成为国内ARM芯片设计商领导者的潜质。
2.4 全志科技
　位于广东珠海，成立于2007年，主要产品是基于ARM Cortex A8内核的全志A10，2011年下半年其批量上市，借助其众核和高清解码的优势，以及1.5 GHz高动态主频，在国内市场异军突起，成为当时最优秀的国产平板解决方案之一。
　2012年，全志科技又推出精简版的A13方案，采用Cortex A8内核，简化了高清解码及HDMI接口等，通过简化芯片降低成本，意在抢占低端平板市场。2012年年底全志将首先推出基于A7架构的四核处理器。随着全志科技产品的不断丰富，市场占有率不断提高，其将成为国内最主要的ARM处理器设计商。
2.5 晶晨（Amlogic）
　总部设在加利福尼亚的圣克拉拉，主要研发中心位于上海，成立于2001年，早先从事数字电视、数码相框、家庭媒体中心和机顶盒的芯片解决方案，2010年11月15日，在国内率先推出基于ARM Cortex A9的8726-M芯片。在2011年上半年，以平板蓝魔W10为首的相关平板产品，在国内热销。
　2012年，晶晨发布了基于ARM Cortex A9双核架构的8726-MX芯片。这款产品的推出将成为今年第二、三季度国产平板方案市场上与瑞芯微RK3066相抗衡的产品，将奠定晶晨作为国产ARM设计商领导者的地位。
2.6 联发科技股份有限公司（MTK）
　位于台湾新竹市，成立于1997年，是全球第七大IC设计公司，早期推出的廉价手机方案，因通过提供成熟的手机解决方案，成为国内手机最大的方案提供商。随着智能手机的发展，在2009年巴塞罗那全球移动世界大会上，推出了首款MT6515智能平台，早先用于微软移动平台。2010年7月12日，MTK正式加入谷歌发起的开放手机联盟，2011年又推出了基于ARM11内核的MT6573智能手机平台。
　2012年2月13日，MTK发布了基于ARM Cortex A9内核的MT6573智能手机平台，6月27日又在北京发布了其基于A9双核的MT6577智能平台芯片组。2013年基于A7四核的MT6588处理器也将上市。凭借其成熟手机解决方案，将巩固其廉价智能手机方案领导者地位。
2.7 华为海思
　海思总部位于深圳，成立于2004年10月，前身是创建于1991年的华为IC设计中心。2009年，为与联发科MT6515在低端智能手机方案竞争，推出了基于ARM9架构的海思K3 Hi3611处理器。
　在2012年巴塞罗那全球移动世界大会上，华为发布了旗下Ascend D系列三款手机，其中两款采用基于ARM Cortex A9四核的海思K3V2处理器，该处理器代表了目前世界最先进水平。作为中国科技企业的优秀代表，华为承载着将中国品牌推向世界的重任，华为海思将借此成为比肩世界巨头的ARM芯片设计商。
2.8 新岸线（Nufront）
　2004年在北京创立，公司核心是一批留美资深IT专家，是ARM全球7家“leading Partner”中唯一一家中国大陆本土公司。2010年9月在北京发布了其首款基于ARM Cortex A9双核的NuSmart2816处理器，其主频高达2.0 GHz。NuSmart2816也是国内第一款ARM双核处理器，由于市场推广不足等原因，并未大量出现采用其核心的MID产品。
　2012年2月13日，在原有基础上又发布了低功耗的NuSmart2816M处理器，相关MID产品将于近期上市。在　2012年四月份的香港春季电子展上，又推出了其第三代A9双核产品NS115。在国家支持之下新岸线未来将具有广阔的发展空间。

3 发展趋势
　1981年8月12日，IBM的5150个人电脑上市，标志着PC时代的开始。经历了30个年头的发展，2011年全球PC出货量达到了3.528亿，但增长仅为0.5%，而2011年智能手机全球出货量已经首次超过PC。2012年将是后PC时代的元年。
　新的纪元里，MID产品将替代PC成为伴随人们日常生活应用、成为最主要的电子设备。随着互联网技术的发展，未来云技术将改变人们的生活，作为承载未来互联网云技术应用端的主要硬件，MID产品将因此得到更大的应用与发展。
　ARM处理器经过多年来的快速发展，已成为MID设备控制核心的首选。
对于微电子行业的发展，在国家《集成电路产业“十二五”发展规划》中，提出了大力发展芯片设计行业，同时，培育5～10家销售收入超过20亿元的骨干设计企业，1家进入全球设计企业前10位。
ARM处理器行业将成为未来我国集成电路芯片设计行业的发展核心。随着市场的渐渐成熟，未来会有更多公司进入这个行业，而之后行业也将面临重新洗牌。
　随着互联网云技术发展热潮，便携手持MID设备市场也将广泛增长。中国作为快速发展的经济体，将成为MID最大的生产地及消费市场。MID的核心器件ARM处理器，也将再次快速发展。ARM处理器，不仅可应用于手机、平板等MID产品中，在智能家电、智能电视等云技术应用端都会有广泛的应用。
参考文献
[1] 李佳.ARM系列处理器应用技术完全手册[M].北京：人民邮电出版社，2006.
[2] 永辉.从GHz到多核移动处理器核变简史[EB/OL]．[2012-04-01].http：//hardware.mydrivers.com/2/223/223488_all.htm.
[3] 2011年中国平板/MID终端出货1 200万台[EB/OL]．[2011-12-23].半导体应用联盟http：//www.csau.com/.
[4] ARM公司.ARM中国官网[EB/OL]．[2012-05-01].http：//www.arm.com/zh/.
[5] 田彩萍，高建波.浅析手机平台及其战略发展[EB/OL]. [2006-04-25].中国科技论文在线.
[6] 吴爱国，刘林山.嵌入式应用面临的挑战与ARM嵌入式微处理器发展现状[J].组合机床与自动化加工技术，2004（9）：1-3.