臺灣雖然近幾年在嵌入式設(shè)備與工具機制造產(chǎn)業(yè)取得良好成績,但一直沒有1顆國產(chǎn)的SoC芯片,只能使用消費性芯片來替代,也因此造成產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計上常有諸多的問題出現(xiàn)。為此瞻營全依照市場上此一領(lǐng)域業(yè)者商品在規(guī)格項目上的需求,并整合目前眾多SoC產(chǎn)品的特色,發(fā)展其自有的Vortex86系列產(chǎn)品,以協(xié)助臺灣嵌入式設(shè)備與工具機制造業(yè)者能更少的投資,完成更多的開發(fā)工作,并在市場上贏得競爭力。
瞻營全產(chǎn)品經(jīng)理陳坤智表示,臺灣嵌入式設(shè)備與工具機制造產(chǎn)業(yè)的業(yè)者于近十幾年來,在產(chǎn)品發(fā)展上一直有著相當?shù)倪M步,并頗受到歐美各國企業(yè)的肯定,「現(xiàn)在受到中國大陸工廠對于自動化設(shè)備的迫切需求,出口量更是有大幅的成長,目前在全球市場地位是坐三望二,僅次于德國與日本。」
但盡管產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值是如此龐大,但臺灣企業(yè)在此一領(lǐng)域長期以來都沒有1顆屬于自己的SoC芯片。「幾乎都是直接拿消費性市場的芯片到工業(yè)控制領(lǐng)域使用。」陳坤智認為,這往往日后會讓產(chǎn)品在設(shè)計、質(zhì)量與界面整合方面出現(xiàn)問題。「這也就是為何瞻營全會針對嵌入式工業(yè)控制產(chǎn)業(yè)需求,大力發(fā)展自有SoC產(chǎn)品的原因。」
對此瞻營全經(jīng)過多年努力投入,最終研發(fā)出屬于臺灣自己,可應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)與工具機的SoC,命名為Vortex86系列,「此SoC產(chǎn)品設(shè)計構(gòu)想是要將以往分散在主機板中的眾多IC,如CPU、南橋、北橋、BIOS…等都整合到1顆小芯片之中。」陳坤智說:「這樣做的好處是可以將裝置體積大幅縮小,以適應(yīng)于各種不同應(yīng)用,并降低功耗及成本。」
而目前該公司此系列產(chǎn)品包括:Vortex86 SX,第一顆用電功耗小于1.5W的x86 SoC;Vortex86 DX,第一顆整合PWM功能的x86 SoC,以及Vortex86 MX+,第一顆將GPU予以整合的x86 SoC…等不同種類,業(yè)者可依照不同的應(yīng)用領(lǐng)域及CPU時脈需求,從中選擇其最適合的SoC。
整合眾多SoC產(chǎn)品特色迎合嵌入式設(shè)備與工具機制造業(yè)者需要
舉例來說,針對Embedded/Thin Client/HMI應(yīng)用市場,瞻營全設(shè)計了DX2、MX與MX+等3款不同的產(chǎn)品;至于在Embedded Control應(yīng)用方面,該公司也有SX、DX兩項產(chǎn)品可滿足業(yè)者的需求。此外,對于目前熱門的HMI/Motion Control市場,陳坤智表示:「我們有計劃以DX2芯片為基礎(chǔ)進行延伸,以40奈米制程來改善其CPU Clock Speed,將其大幅提升至1.5GHz的水平,以滿足在該市場區(qū)塊的業(yè)者對于SoC產(chǎn)品于速度及性價比兩方面的需要。」目前該產(chǎn)品預(yù)計會在2012年第四季時推出。
事實上,現(xiàn)在市場中Embedded Form Factors產(chǎn)品各家業(yè)者都有其不同的規(guī)格型式,象是DIMM PC/X-boARd、ISA Half-size SBC、PC/104系列、ETX、EPIC、Qseven、SUMIT、2.5吋/3.5吋SBC…等類型。「在經(jīng)過我們歸納整理之后,發(fā)現(xiàn)其中有許多支援的規(guī)格需求,象是ISA/PCI/PCIe擴充埠(extension bus)、SATA/IDE儲存設(shè)備、VGA/LCD/HDMI顯示器,以及COMs/USBs/LAN/I2C/GPIO/SPI/HAD輸入/輸出界面…等,目前在業(yè)界中還很常見到。」
因此瞻營全不僅將這些規(guī)格項目都整合到其芯片之中,并也搜集來自眾多工業(yè)控制業(yè)者對于SoC的需求,如小尺寸、無風(fēng)扇、低耗能、產(chǎn)品生命周期夠長,并可在攝氏-40~+80度超廣泛的溫度范圍下維持正常工作…等項目,以做為其產(chǎn)品發(fā)展的準則。
這些準則可為瞻營全的客戶創(chuàng)造不少好處,以業(yè)者的超長生命周期需求為例,「許多工業(yè)控制設(shè)備的客戶在采購商品時,往往一簽就是8~12年的合約,因此如果產(chǎn)品設(shè)備所采用的SoC芯片生命周期不夠長時,往往在后期設(shè)備需要維護時,會遇上零件斷貨、無法更新維修的問題 ─ 這可是會給業(yè)者帶來極大的困擾。」
Vortex86系列產(chǎn)品的特色:
另一方面,瞻營全Vortex86系列產(chǎn)品還有1項特點與其他SoC業(yè)者不同,便是其與x86指令集有高度的兼容性,因此在軟件發(fā)展方面具有強大的支援能力。而且同時還可獲得目前市場上各式已經(jīng)相當多樣、內(nèi)容豐富的x86架構(gòu)軟件工具及開發(fā)資源。「日后業(yè)者無論是要進行合并、整合及維護都非常容易。」他強調(diào),雖然現(xiàn)在市場仍是以ARM架構(gòu)應(yīng)用越來越多,但x86架構(gòu)在此市場的演進已有近20年,在未來會繼續(xù)占有相當?shù)膬?yōu)勢。陳坤智表示,公司也計劃于2012年年底推出功耗及價格與ARM架構(gòu)相同的水平的SoC,代號為 EX。
以Vortex86 DX2為代表,這顆SoC芯片即是以該公司的Vortex86 MX為基礎(chǔ),再整合SATA、ADC、Motor/Motion Controller與全雙功的SPI、ISA…等功能延伸而成。「這是第一顆整合ADC與Motor/Motion Controller的x86 SoC。」除了可支援Windows XP、Windows CE、Ubuntu、debian、FreeBSD、QNX及DOS…等多樣作業(yè)系統(tǒng)、LAN、IDE/SATA、Audio、2D GPU…等驅(qū)動程序,以及GPIO、PWM、8051、Redundancy、WatchDog、ADC、Servo Motor…等C#范例程序碼之外,其減少周邊電路、減化散熱、采用31mm×31mm與1mm ball pitch的設(shè)計方式,不僅使PCB的布局及制造更為方便,同時也能降低廠商的產(chǎn)品成本,讓其產(chǎn)品在市場上更具有競爭力。Vortex86DX2可說是發(fā)展Motion Control的最理想x86平臺。
結(jié)合CPU模塊與Motion Control Card 以更少的投資完成更多工作
陳坤智并補充:「Vortex86DX2還有非常友善的BIOS使用界面設(shè)計,而缺乏VGA Out的平臺顯示器輸出訊息亦可透過設(shè)定方法,藉由COM Port導(dǎo)向其他的平臺中顯示。」此外,對于一些關(guān)鍵性的應(yīng)用項目,基于提升其系統(tǒng)整體可用性水平的目的,Vortex86DX2也設(shè)計了Redundancy及MTBF(平均故障時間)計數(shù)機制,除了能夠在WDT0、WDT1、系統(tǒng)重啟動、外部系統(tǒng)故障、人工切換、不合法的程序碼…等狀況發(fā)生時,自動于1 ms內(nèi)由主系統(tǒng)切換到次系統(tǒng)之外,還可以記錄系統(tǒng)實際使用時間,并在MTBF將盡時自動產(chǎn)生提示訊息于影像或音效設(shè)備上,以提醒使用者實時更換或維修。陳坤智說:「這對于避免系統(tǒng)發(fā)生意外狀況會很有幫助。」
這些特色也使得Vortex86 DX2非常適合做為應(yīng)用在工具機的行動控制平臺。「傳統(tǒng)的工具機設(shè)計方式,CPU模塊與Motion Control Card是個別獨立分開運作的2套系統(tǒng),并且PCI Express、ISA、SATA、ADC及GPU…等項目多會建置在PC/Embedded Board內(nèi),而Servo Motor controller則是透過另外的Motor/Motion Controller來處理。但Vortex86 DX2則將這些內(nèi)容整合在單一芯片之中,不僅讓零組件耗電量及其所占整體空間下降,業(yè)者要進行低成本、高效能或中間層終端的設(shè)定也很方便,Vortex86 DX2都能夠支援。」陳坤智強調(diào),這表示業(yè)者可以更少的投資,完成更多的工作項目。
陳坤智說,Vortex86 DX2這顆SoC芯片由于具有低耗能、長期供貨保證、容易設(shè)計及制造、高度的整合性、強大的軟件支援、簡單透過BIOS即可進行硬件設(shè)定、提供Redundancy功能以提高可用性、超廣泛的正常工作溫度范圍…等特性,目前在嵌入式與工具機產(chǎn)業(yè)上已受到許多的業(yè)者青睞,而他期望未來還能夠與更多有志于投入此一領(lǐng)域發(fā)展產(chǎn)品的廠商合作,共同開創(chuàng)出新的市場與應(yīng)用。