Arm化身航空母艦 耗費十年計劃打造物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)隊

提到Arm，很多人馬上會想起它以IP技術(shù)授權(quán)起家，不斷深耕處理器運算及聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，持續(xù)開發(fā)出創(chuàng)新的指令集與微架構(gòu)。Arm在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域由微至巨，從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、服務(wù)器到車聯(lián)網(wǎng)，目前全球高達1,300億顆處理器芯片的都來自Arm。

實際上，Arm除了攻克智能手機外，現(xiàn)在更是把涉足領(lǐng)域跨到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，近年的系列產(chǎn)品方案都在朝向同一個目標：2035年實現(xiàn)全球一萬億設(shè)備互聯(lián)的宏偉愿景！萬億設(shè)備互聯(lián)數(shù)字驚人，事實上Arm早十年前就鴨子劃水，全面啟動打造物聯(lián)網(wǎng)“超級戰(zhàn)隊”。

Arm化身航空母艦

耗費十年計劃打造物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)隊

本文作為三部曲首發(fā)，主要聚焦探討「DesignStart」這項方案內(nèi)涵及近期策略，而后的第二曲「Pelion」及最終曲「Neoverse」，象征著Arm“物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)隊”的超級計劃。DesignStart項目主要通過釋出IP架構(gòu)，讓有意投入物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計的開發(fā)商，可以使用FPGA開發(fā)板做芯片原型開發(fā)。

而Arm就像一艘技術(shù)領(lǐng)先、資源完備、伙伴多元的航空母艦，新創(chuàng)小飛機可以駐足在母艦的基地上，使用內(nèi)部免費授權(quán)工具（也就是提供低成本、快速取得的Arm Cortex-A與Cortex-M等CPU IP授權(quán)方案），搭建出屬于自己特色的戰(zhàn)機。而Arm生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴廠商同樣駐點在母艦，累積成資源龐大的戰(zhàn)隊，各家戰(zhàn)機可擷取自己所需的資源。

▲Arm打造物聯(lián)網(wǎng)超級戰(zhàn)隊，以「DesignStart」項目方案打頭陣

你可能會問，從傳感器、智能手機到超級計算，全球超過70%人口正在使用Arm的技術(shù)，身為技術(shù)龍頭為何要造福大家？因為Arm的品牌精神，就是用獨領(lǐng)風(fēng)騷技術(shù)，協(xié)助伙伴持續(xù)在開發(fā)應(yīng)用突破創(chuàng)新。

盡管物聯(lián)網(wǎng)已成風(fēng)潮，但技術(shù)從硬體到軟體仍有門檻。所以Arm這艘航空母艦讓開發(fā)者在進行開發(fā)時，能夠用更低成本、更有效率的模式，推出更有競爭力的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備方案。

互聯(lián)設(shè)備從一億臺到萬億臺

降低技術(shù)門檻才能“打群架”

正因為Arm及軟銀(Softbank)看好到2035年之際，全球的互聯(lián)設(shè)備數(shù)量將突破萬億，屆時物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)力將重新定義所有行業(yè)。而要達到萬億設(shè)備互聯(lián)這一規(guī)模的愿景之前，Arm將驅(qū)動更多技術(shù)變革促使市場成長，包含持續(xù)擴展免預(yù)付授權(quán)費用的DesignStart項目，以及后續(xù)文章將介紹的「Pelion」及「Neoverse」方案。

互聯(lián)設(shè)備的應(yīng)用市場之所以能取得突破，除了處理器計算性能的突破之外，5G的商用化同樣可以加速世界邁向全聯(lián)網(wǎng)時代。根據(jù)意法半導(dǎo)體(ST Microelectronics)過去的統(tǒng)計，2003年全球連網(wǎng)設(shè)備數(shù)僅5億。到了2008年，物聯(lián)網(wǎng)被主流媒體關(guān)注，加上移動設(shè)備應(yīng)用遍地開花，這一年，連網(wǎng)設(shè)備數(shù)量正式超越全球人口數(shù)。

▲Arm及軟銀(Softbank)目標2035年實現(xiàn)萬億設(shè)備互聯(lián)

隔了將近十年后，市調(diào)研究公司Strategy Analytics調(diào)查2017年全球已經(jīng)有200億個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部署于全球。到2020年，各家公司預(yù)估IoT設(shè)備數(shù)量將在300～500億個之間。如果以300億的保守估計，相當(dāng)于地球人口平均每人擁有超過3個連網(wǎng)設(shè)備。

換句話說，在未來15年內(nèi)，Arm將繼續(xù)扮演技術(shù)推手，提供更低功耗、計算性能更高、更安全連接防護的技術(shù)方案，而且不斷嘗試與跨業(yè)廠商進行合作，才能加速萬億物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的成長。

先知卓見的戰(zhàn)略計劃

DesignStart為何如此受歡迎？

DesignStart究竟是什么樣的項目？回溯至2010年，Arm開始提供技術(shù)專利快速授權(quán)，而到2015年正式加入旗下產(chǎn)品Cortex-M0的授權(quán)，免費提供Cortex-M0 IP給開發(fā)者。所以采用此架構(gòu)的開發(fā)者可用較低的成本，及易用工具進行評估與測試，不僅降低開發(fā)者的成本風(fēng)險，更讓嵌入式設(shè)備以及更多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用加入Arm的處理器技術(shù)。

▲DesignStart項目自2010展開，到明年將邁向第十年

接著Arm又推出Cortex-M3架構(gòu)設(shè)計，讓數(shù)位或類比特定技術(shù)或需多個芯片達到其功能的新創(chuàng)公司或特殊屬性企業(yè)，可利用 DesignStart做小規(guī)模的芯片生產(chǎn)測試。這一波成績讓各領(lǐng)域的開發(fā)者，開發(fā)出智能互聯(lián)設(shè)備、IoT節(jié)點、航太應(yīng)用等芯片。聯(lián)網(wǎng)芯片從開發(fā)、原型到量產(chǎn)，DesignStart堪稱是一站式服務(wù)。

作為新創(chuàng)公司，移芯科技是Arm Design Start項目在中國的首批合作伙伴，他們有經(jīng)驗的團隊眼光獨到，加入了Arm Design Start項目，免費獲得Arm Cortex-M3的IP，同時也就意味著得到了整條產(chǎn)業(yè)上下游的生態(tài)系統(tǒng)（Ecosystem）的支持，從設(shè)計到流片，大大減少了工作時間，也節(jié)約了大量的經(jīng)費，作為初創(chuàng)型公司，這兩點是他們甩開其他同類型創(chuàng)業(yè)者的絕招。

除了架構(gòu)授權(quán)，Arm提供的資源當(dāng)然不僅于此。Arm一方面攜手 EDA 廠商、半導(dǎo)體廠商，協(xié)助開發(fā)者做生產(chǎn)最佳化，另一邊還提供軟件、子系統(tǒng)授權(quán)、設(shè)計咨詢等服務(wù)。意味著這艘航空母艦從評估、咨詢、設(shè)計、驗證、生產(chǎn)、軟體系統(tǒng)，包含了所有完整的后續(xù)服務(wù)。

進化版DesignStart項目

結(jié)盟Xilinx開創(chuàng)FPGA新設(shè)計可能

DesignStart項目執(zhí)行至今尚未結(jié)束，甚至去年持續(xù)進化，推出更多嶄新的授權(quán)應(yīng)用，其中又以FPGA及SoC兩項芯片最受矚目。Arm與Xilinx公司攜手，針對Cortex-M處理器提供免授權(quán)費用，讓開發(fā)者在單一處理器架構(gòu)，展示異構(gòu)化運算的優(yōu)點，處理任務(wù)分派給適合的運算引擎，將更多Cortex-M優(yōu)勢注入到現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)領(lǐng)域，因而開發(fā)更精密的產(chǎn)品。

根據(jù)統(tǒng)計，2016至2022年間FPGA及可編程邏輯元件(Programmable Logic Devices)芯片出貨量估計達七億，成長率74%。OEM廠商如何用更少的投資開發(fā)出更具彈性的設(shè)計，DesignStart讓廠商可以快速取得處理器IP，同時通過Xilinx軟件開發(fā)方案，完成設(shè)計整合以加快在FPGA上開發(fā)腳步。

▲Arm結(jié)盟Xilinx開創(chuàng)FPGA的設(shè)計多元性

過去一年內(nèi)內(nèi)，這項原型方案被下載超過3,000次，由DesignStart申請Arm處理器商業(yè)授權(quán)的客戶超過300家。在FPGA芯片的開發(fā)上，Arm提供「最多的選擇與彈性」「整合設(shè)計更容易」「降低軟件開發(fā)成本」「縮短產(chǎn)品上市時程」等優(yōu)勢，的確讓產(chǎn)品制造商在FPGA上創(chuàng)造了更多應(yīng)用最佳化與定制化的設(shè)計，進而建立起自身的差異化競爭優(yōu)勢。

聚焦SoC加入Cortex-A5授權(quán)

加速嵌入式芯片創(chuàng)新

為滿足開發(fā)人員在高級設(shè)計中能夠輕松訪問支持Linux的Arm處理器的需求，Arm對DesignStart項目進行了擴展，將其功耗最低、面積效率最高的應(yīng)用處理器Cortex-A5納入該項目。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計可借由「富嵌入式處理」達到差異化功能，讓開發(fā)廠商轉(zhuǎn)向特殊應(yīng)用IC滿足產(chǎn)品功能需求。

現(xiàn)今因聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品延伸到智能網(wǎng)關(guān)、醫(yī)療、智能家居及工業(yè)等多元市場，這也加速富嵌入式及物聯(lián)網(wǎng)SoC設(shè)計進程。VDC 的2016 年報告顯示，目前業(yè)界在CPU與SoC的嵌入式產(chǎn)品使用量，70％的富嵌入式設(shè)備都基于Arm。目前全球采用Cortex-M0及Cortex-M3為主流的 SoC 芯片處理器數(shù)量，已超過280億個。

此外，目前業(yè)界達82%的開發(fā)者首先考慮Linux與Android系統(tǒng)進行開發(fā)，Arm是嵌入式Linux和Android系統(tǒng)的主要架構(gòu)，基于Arm架構(gòu)運行的Linux項目已達到數(shù)百個。Linaro通過與Arm攜手，雙方已聯(lián)合成為Linux內(nèi)核的前三大貢獻者之一。由于基于Arm的可立即運行操作系統(tǒng)、中間件、編解碼器和應(yīng)用程序十分豐富，基于Arm 架構(gòu)的Linux在項目進度表和成本方面帶來的積極影響不容小覷。通過選擇Arm，單單在軟件開發(fā)這一項，開發(fā)人員就可以節(jié)省大量的成本。

未完待續(xù)…

從Xilinx FPGA免授權(quán)費方案到進一步的Cortex-A5，都可看出Arm致力支持嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計的創(chuàng)新，迎合蓬勃市場的多元化需求。Arm領(lǐng)航的物聯(lián)網(wǎng)超級戰(zhàn)隊，除了DesignStart十年計劃作為IP技術(shù)授權(quán)及合作之外，在其他物聯(lián)網(wǎng)周邊技術(shù)的布局遠遠不僅于此。

究竟Arm這艘航空母艦內(nèi)還藏有哪些秘密？讓我們在后面的報道中逐一揭開神秘的面紗吧。