MCU与MPU跨界，满足IoT与人机交互需要

　　跨界处理器——i.MX RT

　　NXP此次推出的跨界处理器——i.MX RT，主要基于ARM Cortex-M7核，主频600MHz，做到了较低成本的3美元左右，Geoff Lees用颠覆性价格来形容它。

　　为何此次把新产品称为“跨界处理器“?

　　Geoff解释道，这种跨界发展方向，主要来自于物联网的需求。一方面传感端要求非常长的电池时间和非常低的漏电;另一方面，人们对物联网的连接性要求很高，以及对显示的要求也越来越高，再加上语音和图像等人机交互方式出现，因此催生低功耗和高性能的产品。

　　硬件上，当前的趋势是应用处理器(AP)的价格和功耗已经越来越接近以前传统的MCU，例如Cortex-A5、Cortex-A7内核的产品功耗和价格也非常低。另一个趋势是MCU的性能也在往上走，例如现在有三四百MHz主频、内置闪存的产品，从性能上已经越来越接近AP。二者最后会交汇在下图的圆点处。

　　图：MCU与AP衔接的圆点处

　　在软件开发和系统设计方面，过去二者在软件上也有区别，例如i.MX上运行的操作系统是Android和Linux等，MCU一般不运行操作系统。MCU现在主要是实时操作系统，使用IAR、Keil、MCUXpresso、RTOS(实时操作系统)等开发工具和操作系统。跨界处理器——i.MX RT运行实时操作系统，好处是完全可以利用以前MCU简单设计、快速量产、快速上市的特性，无需Linux、Android等复杂OS。而以前MPU+Android或Linux才有的性能，该产品也兼备。

　　图 跨界前MCU与MPU特点

　　图 跨界处理器的特点

　　具体地，以前500M到600MHz的应用往往需要散热，需要很多复杂的设计和高性能，但今天不能牺牲功耗，客户也不愿意多付钱，因此跨界处理器应运而生。

　　因此，i.MX RT增强实时性，其中一个是不需要等待的内存，可以很快对外面的命令进行反应。第二，市场对显示、连接性的要求非常高，NXP把以前处理器方面的模块拿到这个产品上来，使屏幕可以做好的人机控制界面。例如，i.MX RT上有摄像头接口、显示接口、音频接口等，有很强的DSP和多媒体功能。同时有很高的安全性。第三，RT采用了MCU的应用构架，它的开发工具、开发软件、生态环境都是MCU的。

　　最后，价格非常有竞争力，现在起价3美元。此次推出的是RT1050，NXP在未来几年里会相继推出其他的产品，有的是更高的性能，有的更便宜。

　　那么，是否所有基于M7内核的产品都可以称为跨界处理器?曾劲涛先生的回答是否定的。i.MX RT达到了600MHz，而通常Cortex-M7 MCU达不到如此高的MPU的性能。

　　为何i.MX RT能实现高速?实际上NXP做了很多改进，例如因为没有采用内置闪存，而更多依赖外部存储，这样不仅节约了成本，还把有限的资源用于提升处理速度。Geoff Lees称：内置闪存在现在市场上已经成为性能和功耗上的绊脚石，现在已经没有再开发更快的内置闪存技术。因为SRAM或外部的存储像eMMC闪存等非常便宜，存储量也非常大。

　　i.MX 6家族又添新丁——6SLL

　　由于NXP十分重视i.MX，此次又捎带介绍了i.MX6家族的最新成员——i.MX 6SLL，1GHz主频，亮点是堪称目前业界最低功耗的Cortex-A9通用MPU。另外多媒体功能丰富，可以做很好的显示，例如摄像头显示、电子书的界面。(注：NXP称，i.MX是全球出货量最大的电子书处理器。)第三是集成度高，有USB和eMMC接口等。最后，它与i.MX6系列中的其他产品有良好的兼容性。

　　i.MX 6SLL的目标应用场景之一是电子书，可以实现电子书的快速翻页。因为现今图形显示要实现流畅性，至少要达到600M、GHz级的处理速度，而且功耗还不能高。曾劲涛解释道。

为何不跨界到软件?

　　最近一些MCU公司在软件方面投入较大，例如对外部软件进行质量认证，并推荐给客户;或者干脆收购一些软件与RTOS公司，亲自给客户做软件工具，因为外部的软件也许不太可靠。NXP在硬件方面很投入，想跨界软件吗?

　　底层软件应该开源。Geoff Lees称，以前他们曾购买过一家MQX实时操作系统公司，效果不太理想。因为开源是发展趋势，软件应该更多地投入在中间件和应用层，比如各种各样通讯的协议软件、应用软件、图形加速、声音等软件方面，而不是投资在底层软件。因此，NXP投资在高层软件和软件服务商，例如直接跟客户谈可以给客户做他们应用层的软件，帮助客户解决他们应用中的问题。

　　小结

　　此次发布会留给笔者的印象如下：

　　1.重视i.MX系列发展，因为嵌入式控制的人机界面水平提升了。

　　2.为了降低功耗和成本，以及加入更多RF、模拟等功能，i.MX系列有必要采用FD-SOI工艺。

　　3.跨界处理器不仅性能提高，而且功耗和成本降下来了，因为没有采用闪存。笔者感慨，曾几何时，嵌入越来越大的存储是MCU的创新方向之一，今天NXP大幅削减存储，很有颠覆性。

　　实际上，每家MCU厂商由于服务的应用领域不同，都有自己的特点和发展道路，例如有的在无线连接集成度高，有的软件做的安全可靠，有的图形功能做得好;有的主打小家电，有的主打工业，各有千秋，不一而足。本文仅供大家交流参考。