ARM處理器在我國MID領域的現狀及發展趨勢

楊 毅，張曉鐘，孫 敏

（西安建筑科技大學 機電工程學院，陜西 西安 710055）

MID（Mobile Internet Device）是 Intel公司在 2008 年IDF大會上推出的一種新概念迷你筆記本電腦。目前MID主要涵蓋智能手機和平板等移動互聯網接入設備。隨著人們對智能化生活要求的不斷提高，近年來，移動互聯網設備MID得到了飛速發展。2011年智能手機全球出貨量為4.88億部，同比增長63%，已經超過了個人電腦的全年銷售量。同時，另一主要MID設備平板電腦也得到井噴式發展，2011年全年出貨量約為6 000萬部，同比增長274%。其中，70%是蘋果公司的ipad，僅2011年第四季度，ipad銷量為1 540萬臺，超過全球最大PC公司惠普同期1 510萬的個人電腦銷量。

而MID設備的高速發展，是依賴于ARM處理器作為硬件核芯的發展。ARM公司成立于1991年英國劍橋，通過出售芯片設計技術授權，是目前全球最大的RISC芯片IP設計商，隨著MID設備近半年來爆炸式增長，ARM合作伙伴年出貨量已達百億。ARM公司是專門從事基于RISC芯片技術開發的設計公司，ARM公司作為IP提供商，本身并不生產芯片，而靠轉讓許可技術由合作公司生產各具特色的芯片。全球合作伙伴從ARM公司購買其設計的微處理器核，根據各自應用不同，加入不同的外圍電路，設計出符合自己市場需要的微處理器核。

而近年來隨著智能手機、平板等MID的快速發展，ARM芯片的制程及更新速度，已經超過了摩爾定理芯片發展速度。

1 ARM發展

隨著MID產品功能的豐富，使得ARM嵌入式處理器飛速發展，而ARM處理器的發展已經改變了傳統嵌入式的概念，ARM架構成為與x86架構、power架構等相競爭的硬件結構[1]。

自1983年開始到目前為止，ARM內核共有ARM1、ARM2、ARM6、ARM7、ARM9、ARM10、ARM11 和 Cortex 以及對應的修改版或增強版，隨著內核版本的增強，其初始頻率越高、架構越先進、功能也越強。應用于MID領域的ARM處理器內核，有早期的ARM9、ARM11核芯，但其相對性能較弱，漸漸不能滿足目前MID軟件系統的需求。 目前主要有 Cortex A5、A8、A9、A15核芯，以及基于以上架構的MPCore多核架構硬件核芯[2]。ARM在國際上主要的制造設計伙伴包括德儀、高通、英偉達、邁威科技、意法愛立信、三星、瑞薩、飛思卡爾等，他們的最新處理器大多為40 nm或28 nm、雙核或者四核芯產品。主要ARM內核及性能如表1所示。

表1 主要ARM內核及性能

表2 ARM處理器顯示核芯

2 國內ARM的發展

與國際上發展相比，國內ARM芯片主要的IC公司還有一些差距，這些差距主要是芯片設計經驗的不足、市場認知度不高，使得相關產品在國際市場競爭中相對落后。盡管如此，2011年，國內MID廠商芯片出貨量也超過了千萬片。據統計，2011年中國平板/MID終端出貨1 200萬臺，芯片出貨1 400萬片，7英寸產品和出口占80%以上。隨著技術成熟和用戶體驗提升，整機成本（不含稅）降到65美元（7英寸電容屏CPU為1 GB，緩存為512 MB，閃存為8 GB），零售價降到99美元內。市場將迅速增長，預計2012年，中國平板/MID出貨將超過2 500萬臺[3]。

目前就ARM公司官方網站顯示，其全球合作伙伴總數約為800家，而中國國內合作伙伴數約為70家[4]，其業務范圍包括ARM在各個領域的應用，其中國內主要的設計伙伴包括威盛、瑞芯微、盈方微、全志、晶晨、華為海思、聯發科、新岸線等，他們都有著巨大的發展潛力[5-6]（表3中，Telechip是韓國公司，君正產品是基于MIPS架構的）。

表3 2011年國內MID產品出貨量

2.1 威盛（VIA）

威盛成立于1992年，位于我國臺灣新北市，早期從事系統芯片組開發，自從收購了Cyrix之后，開始從事X86架構CPU的設計，先后推出了多款處理器，雖然性能無法與第一、第二名的Intel和AMD抗衡，但是其特長在于低功耗，因此得以在某些特殊領域的市場上站住了腳跟。X86架構CPU設計經驗也為其積累了豐富的IC設計經驗。

近年來，威盛主要產品是基于ARM9的8500處理器以及ARM11的8650處理器。在威盛目前尚未推出新的產品情況下，其市場地位處于下降的趨勢。目前，威盛若能足夠重視，并能及時推出符合市場主流的新產品，憑借其多年來的設計經驗及市場影響力，具有與國際頂尖ARM芯片公司爭雄的實力。

2.2 瑞芯微（Rockchips）

位于福建福州市，成立于2001年，早年通過設計傳統MP4芯片起家，首款智能ARM芯片是基于ARM9內核的RK28系列，這款產品不僅是瑞芯微由傳統MP4芯片商向智能MID芯片設計商過渡的產品，也是國內MP4向平板過渡的關鍵產品。但搭載了Android系統的RK28系列產品由于ARM9天生性能不足，使國內平板產品并未被國內主流市場認同。2011年初，跨越了ARM11，瑞芯微推出了基于ARM Cortex A8內核的RK29系列芯片，相關產品在2011年下半年大量上市。同時，瑞芯微推出了SDK優化界面，使得RK29系列平板產品成為國內最受歡迎的產品。

2012年2月29日，瑞芯微又正式發布了該公司下一代、基于ARM Cortex A9雙核架構、低成本Android平板電腦解決方案——RK30xx平臺，其相關產品已于近期上市。不僅如此，2012年第二季度，瑞芯微還發布了低功耗單核心Cortex A9平臺RK31xx，2012年底或2013年初旗艦級的四核心Cortex A9 RK32xx也即將發布。這些產品的發布，將確立瑞芯微作為國內ARM設計商的領導地位。

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產品——基于ARM11架構的IMAPx200系列產品，并于2010年下半年在國美飛觸上成功應用?；贗MAPx200系列芯片，盈方微開發的相關MID產品，其市場認知度不斷提高。

本研究對比了麥麩粒徑對空白及加酶全麥面團流變特性及全麥饅頭的品質的影響。研究發現，全麥面團的流變特性和全麥饅頭的品質與麩皮的粒徑大小密切相關。對于空白全麥饅頭，以中等粒徑麩皮制得的產品品質最好；粗麩面團延展性差，產品口感粗糙；麩皮粒徑減小，面團吸水率增大、穩定時間及弱化度下降，饅頭的彈性、韌性和粘性評分均顯著降低。添加復合酶對不同粒度全麥面團延展性、膨脹能力和發酵性能均有改善作用，顯著改善不同粒徑全麥饅頭的感官品質。對于加酶全麥饅頭而言，粗麩和中麩饅頭感官評分相當，且顯著優于細麩饅頭。

2012年上半年，盈方微剛剛推出了基于低功耗雙核Cortex A5的iMAPx820處理器，其應用于智能手機具有高性能低功耗的優點，使未來低端Android智能手機流暢運行成為可能；下半年，盈方微還會推出基于Cortex A9內核的雙核產品。盡管成立較晚，憑借其嚴謹高效的精神，盈方微具有成為國內ARM芯片設計商領導者的潛質。

2.4 全志科技

位于廣東珠海，成立于2007年，主要產品是基于ARM Cortex A8內核的全志A10，2011年下半年其批量上市，借助其眾核和高清解碼的優勢，以及1.5 GHz高動態主頻，在國內市場異軍突起，成為當時最優秀的國產平板解決方案之一。

2012年，全志科技又推出精簡版的A13方案，采用Cortex A8內核，簡化了高清解碼及HDMI接口等，通過簡化芯片降低成本，意在搶占低端平板市場。2012年年底全志將首先推出基于A7架構的四核處理器。隨著全志科技產品的不斷豐富，市場占有率不斷提高，其將成為國內最主要的ARM處理器設計商。

2.5 晶晨（Amlogic）

總部設在加利福尼亞的圣克拉拉，主要研發中心位于上海，成立于2001年，早先從事數字電視、數碼相框、家庭媒體中心和機頂盒的芯片解決方案，2010年11月15日，在國內率先推出基于ARM Cortex A9的8726-M芯片。在2011年上半年，以平板藍魔W10為首的相關平板產品，在國內熱銷。

2012年，晶晨發布了基于ARM Cortex A9雙核架構的8726-MX芯片。這款產品的推出將成為今年第二、三季度國產平板方案市場上與瑞芯微RK3066相抗衡的產品，將奠定晶晨作為國產ARM設計商領導者的地位。

2.6 聯發科技股份有限公司（MTK）

位于臺灣新竹市，成立于1997年，是全球第七大IC設計公司，早期推出的廉價手機方案，因通過提供成熟的手機解決方案，成為國內手機最大的方案提供商。隨著智能手機的發展，在2009年巴塞羅那全球移動世界大會上，推出了首款MT6515智能平臺，早先用于微軟移動平臺。2010年7月12日，MTK正式加入谷歌發起的開放手機聯盟，2011年又推出了基于ARM11內核的MT6573智能手機平臺。

2012年 2月 13日，MTK發布了基于 ARM Cortex A9內核的MT6573智能手機平臺，6月27日又在北京發布了其基于A9雙核的MT6577智能平臺芯片組。2013年基于A7四核的MT6588處理器也將上市。憑借其成熟手機解決方案，將鞏固其廉價智能手機方案領導者地位。

2.7 華為海思

海思總部位于深圳，成立于2004年10月，前身是創建于1991年的華為IC設計中心。2009年，為與聯發科MT6515在低端智能手機方案競爭，推出了基于ARM9架構的海思K3 Hi3611處理器。

在2012年巴塞羅那全球移動世界大會上，華為發布了旗下Ascend D系列三款手機，其中兩款采用基于ARM Cortex A9四核的海思K3V2處理器，該處理器代表了目前世界最先進水平。作為中國科技企業的優秀代表，華為承載著將中國品牌推向世界的重任，華為海思將借此成為比肩世界巨頭的ARM芯片設計商。

2.8 新岸線（Nufront）

2004年在北京創立，公司核心是一批留美資深IT專家，是 ARM全球 7家“leading Partner”中唯一一家中國大陸本土公司。2010年9月在北京發布了其首款基于ARM Cortex A9雙核的NuSmart2816處理器，其主頻高達2.0 GHz。NuSmart2816也是國內第一款ARM雙核處理器，由于市場推廣不足等原因，并未大量出現采用其核心的MID產品。

2012年2月13日，在原有基礎上又發布了低功耗的NuSmart2816M處理器，相關MID產品將于近期上市。在2012年四月份的香港春季電子展上，又推出了其第三代A9雙核產品NS115。在國家支持之下新岸線未來將具有廣闊的發展空間。

3 發展趨勢

1981年 8月 12日，IBM的 5150個人電腦上市，標志著PC時代的開始。經歷了30個年頭的發展，2011年全球PC出貨量達到了3.528億，但增長僅為0.5%，而2011年智能手機全球出貨量已經首次超過PC。2012年將是后PC時代的元年。

新的紀元里，MID產品將替代PC成為伴隨人們日常生活應用、成為最主要的電子設備。隨著互聯網技術的發展，未來云技術將改變人們的生活，作為承載未來互聯網云技術應用端的主要硬件，MID產品將因此得到更大的應用與發展。

ARM處理器經過多年來的快速發展，已成為MID設備控制核心的首選。

對于微電子行業的發展，在國家《集成電路產業“十二五”發展規劃》中，提出了大力發展芯片設計行業，同時，培育5～10家銷售收入超過20億元的骨干設計企業，1家進入全球設計企業前10位。

ARM處理器行業將成為未來我國集成電路芯片設計行業的發展核心。隨著市場的漸漸成熟，未來會有更多公司進入這個行業，而之后行業也將面臨重新洗牌。

隨著互聯網云技術發展熱潮，便攜手持MID設備市場也將廣泛增長。中國作為快速發展的經濟體，將成為MID最大的生產地及消費市場。MID的核心器件ARM處理器，也將再次快速發展。ARM處理器，不僅可應用于手機、平板等MID產品中，在智能家電、智能電視等云技術應用端都會有廣泛的應用。

[1]李佳.ARM系列處理器應用技術完全手冊[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[2]永輝.從GHz到多核移動處理器核變簡史 [EB/OL].[2012-04-01].http：//hardware.mydrivers.com/2/223/223488_all.htm.

[3]2011年中國平板/MID終端出貨1 200萬臺[EB/OL].[2011-12-23].半導體應用聯盟 http：//www.csau.com/.

[4]ARM公司.ARM中國官網[EB/OL].[2012-05-01].http：//www.arm.com/zh/.

[5]田彩萍，高建波.淺析手機平臺及其戰略發展[EB/OL].[2006-04-25].中國科技論文在線.

[6]吳愛國，劉林山.嵌入式應用面臨的挑戰與ARM嵌入式微處理器發展現狀 [J].組合機床與自動化加工技術，2004（9）：1-3.