《电子技术应用》

Sitara AM57x意欲在工控领域成为对抗X86的急先锋

电子技术应用 作者:于寅虎
2015/11/26 9:16:00

       就在业界就工业控制领域X86架构能否抵挡住ARM架构的进攻时,德州仪器(TI)日前高调宣布推出其处理器平台中性能最高的器件Sitara™ AM57x处理器系列,旨在为开发人员提供集高级集成、可扩展性和外设于一体的芯片。

       虽然德州仪器在新闻稿中并未正面表达向X86架构宣战,但是从这款兼具高性能和低功耗的处理器规格上可以看出,其用意不言而喻。

       Sitara AM57x处理器采用了针对高性能处理和高级操作系统 (HLOS) 运行的ARM® Cortex®-A15作为内核,凭借其独特的异构架构,该器件适用于多种嵌入式和工业应用。

       相较于四核ARM Cortex-A9处理器,其性能提高了40%,而相较于目前嵌入式产品市场中标准双核ARM Cortex-A9处理器,其性能提高了280%。

       此外,Sitara AM57x处理器还集成了用于分析和实时计算的C66x数字信号处理器(DSP)、可编程实时单元(PRU)、用于实现控制功能的ARM Cortex-M4内核以及用于高级用户界面和多媒体应用的视频与图形加速器,这些配置的集成使AM57x处理器在同类产品中脱颖而出。

图片1.png

德州仪器嵌入式处理器业务拓展经理鲍震

       德州仪器嵌入式处理器业务拓展经理鲍震在接受记者采访时就明确表示,在同等性能条件下,采用AM57x的工控机的功耗和尺寸将远远小于采用x86架构芯片的产品,而这也是工控机客户当下关注的两个焦点。

       鲍震表示,目前看到传统的工业PC的X86的平台,通常来讲客户的普遍反映是不但体积大,关键是价格贵。于是很多客户把目光转向了具备优势的ARM架构产品上面来。

       那么,AM57x究竟会凭什么向x86的芯片发起挑战呢?

异构多核实现高性能低功耗

        相比于德州仪器以前A9为核心的AM437x系列芯片,AM57x的性能接近三倍的增长,而这得益于异构多核的技术,使得这款芯片在计算和控制方面都做到了性能与功耗兼顾。

       鲍震表示,从计算方面讲,两种不同类型计算内核的独特结合可让开发人员实现最大化受益,其中每个计算内核都拥有多达两个的ARM Cortex-A15内核与C66x DSP,用于执行不同的任务。多核架构可将任务分配给适当的内核以实现灵活性,同时还能提供系统集成和最佳的性能,而这一切都能在一个芯片上实现。

       从控制方面讲,除高性能内核外,AM57x处理器还包括两个ARM Cortex-M4内核与四个PRU,为开发人员提供如控制电机或监控传感器等工业应用所必需的低时延和实时控制功能。

图片2.png

丰富的接口和多媒体处理能力

       在工业领域,是否支持丰富的接口通讯标准与超强多媒体处理功能,是ARM架构芯片可否替代x86架构CPU的关键。

       鲍震表示在接口和多媒体处理方面,AM57x系列处理器做得相当不错。

       AM57x系列处理器配备了工业通信子系统(ICSS),可支持实时现场总线协议和其它工业通信,同时其借助如PCIe、SATA、千兆以太网和USB3.0等集成的高速外设实现了分支系统的灵活性。这些强大的特性与高性能ARM Cortex-A15内核及DSP相得益彰,使AM57x处理器能够更快地发送和接收数据。此外,AM57x EVM还包含了一个可插入TI WiLink™ 8模块的连接器,以实现Wi-Fi®和Bluetooth®的连接。

图片3.png

       为了支持更为强大的多媒体处理能力,该器件集成了两个适用于高级图形用户界面的SGX5443-D和一个GC320 2-D图形加速器,同时还配备了一个适用于高清视频回放的1080p60视频加速器和多显示器支持以及用于记录、拍照或读取条形码的多路摄像头输入。

支持定制化解决方案

       随着智能工业和物联网技术的发展,工控领域的需求日益多样化,因此支持定制化成为重要特征。

       鲍震表示,凭借引脚兼容的AM57x处理器系列和全新的处理器SDK,TI正在重新定义可扩展性,为用户带来TI Sitara与DSP处理器产品组合的首次可扩展软件体验。

       该处理器系列可提供从低端到高端的不同选项(AM335x、AM437x和AM57x系列),凭借通用的代码库,开发人员无需重新了解软件平台。处理器SDK提供了一个统一的软件平台,适合于使用主线长期稳定型(LTS)Linux®内核(RT-Linux)、Linaro™工具链和Yocto Project™兼容文件系统等拥有一致性软件基础的TI处理器产品组合。它为开发人员提供了始终如一的用户体验,无需进行软件资源的再投资。为了实现最佳的实时性能,TI还提供TI-RTOS支持。

       此外,通过Khronos OpenCL™等编程框架,用户还可从简化的开发过程中受益。Khronos OpenCL™可帮助开发人员直接利用DSP,无需任何与DSP相关的专业知识。

庞大的开发与支持生态系统

       众所周知,经过数十年的积累,x86架构处理器早已形成了相关完善的生态系统,特别是在开发工具和软件应用方面拥有相当多的资源。这在某种程序上,也延缓了ARM架构分食工控市场的脚步。

       为此,以德州仪器为代表的ARM处理器供应商在建立生态系统方面,也煞费苦心。

图片4.png

       据鲍震介绍,目前德州仪器已与BeagleBoard.org联袂合作,通过Sitara AM5728处理器驱动全新的BeagleBoard-X15,并提供访问大型开源硬件开发者社区的许可。来自TIDesign Network成员的其他第三方解决方案可为客户提供业经验证的硬件模块和功能强大的软件产品,例如硬件加速的视频编解码器等。

       开发人员还可从灵活的操作系统以及广泛的产品需求解决方案中直接受益,例如Adeneo Embedded公司提供的Windows Embedded Compact 2013和Android™5.0以及Mentor Embedded公司、Green Hills公司、QNX公司和Wind River公司所提供的实时操作系统(RTOS)。

       此外,Ittiam公司、PHYTEC公司、D3 Engineering公司、CompuLab公司、DAB-Embedded公司和Z3 Technology公司所提供的预建硬件模块还能进一步为客户缩短开发周期。

       显然,在工控机领域x86架构处理器一统天下的局面已经成为过去,ARM架构处理器的崛起将会使得未来的工业4.0时代更加丰富多彩。


继续阅读>>