受訪人：Imagination Technologies業務拓展高級經理Ian Anderton

1. MCU在物聯網時代有著極為廣泛的應用。為適應物聯網市場的需求，產品需要有新的特征。您認為這些特性將包括哪些嗎？

IoT 市場中的 MCU應用范圍非常廣泛，從低端的傳感器控制到高端的視頻監測/管理系統都可使用。因此，MCU 需要具備高度的靈活性/可擴展性才能在盡量多的應用領域中得到使用。

其中最重要的特點之一就是高水平的動態功耗效率，以使系統能夠以最低的功耗水平在一定的頻率范圍（50 到 300+ MHz）內運行。高功耗效率（DMIPS/mW）意味著應用可以在較低的頻率（相對于競爭對手）下運行，從而降低有效功耗，成為 OEM廠商 收益。

另一個非常重要的考量是安全問題。物聯網系統首先是連接性系統，因此需要高度的安全性。有多種方法可以在MCU 內部實現這一點。首先，我們相信，MCU 支持硬件虛擬化技術非常重要，這可實現應用和數據在多個受信任的分立單元內的隔離。另一個重要的因素是內存保護單元（Memory Protection Unit），它可進行控制并防止未經授權訪問敏感數據/軟件。MCU 還應該具有加密支持性能，來實現將保密的數據轉化為不可讀取的格式。安全調試是防止外部系統讀取 CPU/系統的關鍵所在。防篡改支持可提供一道屏障，防止外部系統利用 “邊路攻擊” 機制來讀取/修改系統。

面向物聯網的 MCU SoC還應該具有專門的內部 DSP 和浮點單元（Floating Point Units，FPUs）。傳感器控制和管理所要求的高級信號處理僅僅依靠 CPU 系統是無法實現的，因為它的功耗和成本有限，同時又有著極高的性能要求。

對于物聯網MCU 來說，還有很多其他的考慮因素。包括實時的性能和低延遲中斷控制；緊密結合的存儲支持來實現低存儲延遲和高數據吞吐量。在支持 RTOS 和高端 Rich OS（Linux, Android）的系統中，MCU 必須要既支持固定存儲轉譯，又支持存儲管理/轉譯查尋緩沖地址控制技術（Memory Management/Translation Lookup Buffer address control techniques）。MCU 的指令集架構（Instruction Set Architecture，ISA）應該能夠支持優化的 16 和 32 位指令，以降低代碼長度和存儲大小。

最后，非常重要的一點是要能夠支持與其他元件的簡易整合來構成系統。舉例來說，使用同一個/通用總線接口來實現與Wi-Fi和藍牙等重要周邊外設通信模塊的無縫連接。

2. 您認為未來幾年市場對MCU的需求狀況有何變化？總規模增長，還是持平？對什么類型的MCU需求較為旺盛？

有預測顯示，受到開發各類新興、快速增長的應用需求的推動，未來 5-10 年間將出現 MCU 數量的巨大增長。其中包括物聯網（工業、智慧建筑、智慧城市、零售等）、移動基帶（LTE、Wi-Fi、藍牙）、傳感器管理、存儲、移動設備中系統級管理以及汽車（比如車身、安全）等。

3. 現在國際上主要MCU廠商都在加強生態系統的建設。貴公司在推進軟件工具以及生態上，做了哪些工作？采取何種策略？

Imagination開發了自己的工具，并與合作伙伴緊密合作來支持各類 MIPS 處理器內核。我們提供的完整開發環境，包括名為 Codescape 的硬件/軟件開發工具，可提供 SDK、調試工具以及 Profiler IDE。Codescape 可提供免費和付費授權兩種版本。免費的版本包含編譯器、性能豐富的軟件調試器來幫助開發者快速、經濟地開發系統。我們還開發并提供名為 MEOS 的 RTOS，以及數個 Linux 版本，包括 Debian 和 Buildroot。此外，我們為軟件/系統應用的評估提供精確指令模擬器（Instruction Accurate Simulators）、FPGA 開發平臺并支持安卓、Brillo 和其它 Rich OS 系統。

Imagination 廣泛的合作伙伴社區為 MIPS 處理器系列提供支持，包括RTOS和軟件/硬件開發工具、RTOS、中間件、系統安全軟件（支持硬件虛擬化）、安全 IP、外部/系統硬核 IP以及設計服務等。Imagination 的戰略合作伙伴包括谷歌、Green Hills、Mentor、Lauterbach、微軟、甲骨文和 Synopsys。

4. 談到MCU設計必須考慮降低功耗，貴公司在低功耗MCU產品開發上有哪些新的進展？在低功耗設計上有何優勢？

MIPS CPU IP 內核——尤其是面向 MCU 類應用的 M 級內核都是低功耗和占芯片面積少的 CPU 產品。MIPS 處理器通過各種技術來實現較低的動態和睡眠功耗，比如綜合時鐘門控會關掉那些不活動或某項操作不需要的CPU部件。我們還加入了軟件指令和和硬件支持來將 CPU 置于睡眠模式。M 級 CPU 利用本地存儲器來降低會增加功耗的與外部存儲總線的通信。我們的MicroMIPS ISA 降低了代碼長度以及運營應用所需要的內存——當然，所需內存越少功耗越低。最后，MIPS CPU 擁有先進的 EDA 工具的支持，并含有眾多性能、電源和面積定制選項，可為客戶提供這三者間最佳的折衷組合。

5. 物聯網設備中對低功耗MCU有何需求？如何平衡功耗、性能、尺寸、成本，以滿足物聯網設備的需求？

正如我之前提到的，不同的物聯網設備的功耗要求差別巨大。擁有高水平的動態功耗效能，對于保證系統在各種頻率下均使用最低功耗水平來運行非常重要。

6. 8位或16位MCU是否適合物聯網設備的需要？

8 位和 16 位 MCU 可用于物聯網設備中，但是僅限于對處理要求最低的較低性能/頻率的應用場景。要滿足大多數物聯網應用的需求并提供最佳的性能和成本效益，32 位是最理想的選擇。

7. MCU與傳感器、通信模塊整合也成為業界的主要關注點之一。對于這種整合，技術上是否存在挑戰？對其市場應用前景有何看法？很多企業推出MCU＋藍牙或MCU＋WiFi的方案，也有推出MCU＋傳感器的方案，市場需求如何？

Imagination 不僅僅提供MIPS 處理器架構，還提供一系列其他半導體 IP 解決方案。這包括 Ensigma 連接 IP，其中包括完整的無線通信技術 IP，例如低功耗 Wi-Fi（多重標準）、藍牙和 802.15.4等。MIPS 和 Ensigma技術在 Ensigma Whisper radio processor（RPU）中緊密結合，專為實現在 SoC中集成超低功耗通信而設計，可廣泛應用于可穿戴設備、物聯網和其他要求較長電池壽命以及低成本的可聯接設備。MIPS、Ensigma 和我們的云技術共同構成了 Imagination 的 Connected Processor IP Platform中的關鍵組成部分。

8. 智能汽車是物聯網的重要領域，MCU在汽車中的應用趨勢有哪些（基于應用數量、單價、或新的應用領域如ADAS）?

汽車行業正處在一個重大的轉折點上。ADAS 和自動駕駛汽車促進了車載電子多個方面的發展，比如控制面板集成、車載信息娛樂系統和智能攝像頭等等。Imagination 的 MIPS、 Ensigma 和 PowerVR IP 系列產品位列汽車技術發展的前沿。我們的 IP 技術已在超過 20 家領先的汽車品牌中得到部署，包括奧迪、寶馬、福特、通用、本田、現代、捷豹、起亞、三菱、歐寶、標致、特斯拉和沃爾沃等品牌。

研究數據顯示，到 2020 年先進駕駛員輔助系統 (ADAS)的總需求市場將達1.8億套 。對 Imagination 來說，不論是入門級的 M 級 CPU 還是應用在 ADAS 中的 I 級 CPU，這都意味著巨大的機會。領先的 ADAS 視覺處理系統供應商 Mobileye 公司在他們的視覺處理產品 EyeQ SoC 中采用了 MIPS CPU。該公司的最新產品 EyeQ4 基于 MIPS 多核架構而設計，并專門面向碰撞檢測和防撞等 ADAS 應用中的電腦視覺處理。它采用了 MIPS I 級多線程技術和M 級功耗來實現超低功耗下的卓越性能。

對于汽車行業的 MCU 來說，其中有很多需要考慮的因素，包括可靠性、安全性、證書等等。舉例來說，Microchip微芯科技的 PIC32MZ MCU就是采用了 MIPS M 級 CPU 的汽車級 MCU。

9. 智能制造是物聯網的一個重要領域，MCU在智能制造中可以發揮哪些作用？貴公司擁有哪些解決方案？

隨著工業 4.0 時代的到來，物聯網技術被用于創建智能工廠，互操作性和安全性是非常重要的考慮因素。來自各個方面的多種分立系統和設備必須緊密協作，并確保設備、用戶以及云之間的不間斷通信。支持開放的標準對于實現這一點非常關鍵。

隨著 MCU 在傳感器、制動器、發動機、控制和生產設備上的廣泛應用，MIPS CPU 和 Ensigma 連接 IP 在未來的智能工廠中將扮演重要的角色。目前，通過授權方式，已有Microchip微芯科技等企業將基于 MIPS 的微控制器應用到這些環境中。

正如之前說到的，鑒于連接系統具有天然的不安全性，并且面臨著受到網絡中其他系統影響的風險，通過MCU支持硬件虛擬化來保證設備上核心功能的安全非常重要。

10. 中國市場在MCU全球市場中占據重要地位，你認為中國MCU市場需求有何特點？如何適應中國市場的需求？

對 Imagination 的整個 IP 系列來說，中國是一個非常重要且發展迅速的市場。我們的 MCU 級產品在中國具有極大的市場機會，并擁有廣泛的應用和需求。從入門級的 MCU 級 CPU 到高端應用處理器的整個 MIPS CPU 系列可應對各種需求。MIPS CPU 可提供應用專屬性能、獨特的 MCU 性能、對安全的關注以及包括應用硬件、軟件和工具的生態系統，這些性能都有本地團隊可以提供支持。

11. MCU市場是一個成熟的市場，競爭異常激烈，您認為廠家取得競爭優勢關鍵因素在哪些方面？（價格？快速？差異化？軟件？生態環境？）

性能、功耗、成本和生態系統都是企業可以實現不同程度差異化的領域。其中的關鍵在于，企業需要確保他們所推出的產品——以及業務——是基于真正的差異性之上的。要贏得長期的成功，僅僅依靠低價策略是行不通的。