发表于：2015/5/26 15:07:32
#0楼
小编有给大家分享过研华RISC模块的标准，但你知道研华推出此套标准的动因吗？今天让我们一起来听研华嵌入式运算核心事业群协理苏高源先生讲讲研华RISC架构背后的故事吧~
简单运算需要精简型设计架构
相较于上层“复杂运算”概念, 由一个装置处理众多任务的方式，Micro Computing则是把单一或数个装置精准地锁定一项简单任务来执行，并凭借分散的概念让系统即使有部份装置失灵时也不会影响整体的运行。而配合底层的感知应用必须满足小尺寸、低功耗、低成本、精准专用等特色，精简指令集（RISC）处理器架构成为这类简单运算的首选。
苏高源指出，像x86系统在尽可能的把所有功能均纳入的设计理念下，将导致不管系统是否需要都会整包提供所有功能，进而耗用较多的电力与资源。但智慧城市最后的关键技术必须是专用而非泛用，因此若以系统单芯片（SoC）为基础的RISC架构来根据专门的应用进行嵌入式设计，将可在设计之初就针对所需应用提供精准的功能, 把许多不必要的功能排除在外，让系统能拥有低功耗, 体积小, 一秒内快速立即服务的优势。此外精简又专门的设计还能搭配像Linux这样的精简的嵌入式操作系统，也使得RISC架构所设计出来的产品具备小而美的特色, 且让所需建置成本相对较X86方案低。
应这样的精简专用的物联网感知层需求，两大半导体芯片大厂德州仪器（TI）与飞思卡尔（Freescale）均各自在RISC架构下推出了多样化的相关产品，譬如TI就有可展现优异图形处理能力的OMAP 5处理器和能提供丰富控制功能且低功耗的Sitara处理器；而Freescale则以单核心、双核心、甚至四核心的i.MX系列产品为垂直产业提供高度整合、低功耗、可支持多媒体应用的处理器。
担负起中介桥梁加速RISC架构普及化
但尽管有了最适合的RISC架构又有了最佳效能的处理器，系统整合厂商在为智能城市的应用进行设计时却仍有滞碍难行之处。苏高源解释，“以目前使用最普遍的ARM公司的RISC处理器架构为例，其自身并不进行设计制造或贩卖处理器，而是将处理器架构授权给像TI与Freescale这些半导体公司。而后者也只提供处理器产品并没有系统厂商所需的板卡，因此过去每当系统厂商选择了ARM架构时就必须投入相当的人力物力来开发一件新案。再加上垂直产业少量多样化的特性，让ARM base的项目普遍存在投资报酬率低的现象, 阻碍RISC技术在嵌入式应用的普及。”
系统厂商每新启一项ARM开发项目时，除了要找到精通ARM架构的设计工程师外，还要自行选料、配料，完成的产品更要进行各种的检验测试。可是仍免不了会碰到像I/O总线无法顺利与外围设备串接，亦或是所设计的板卡要多加网络端口，还有需要额外附加驱动程序或软件等特殊设计需求时，都必须与原厂进行技术沟通或者花费繁琐冗长的评估时间来寻找适当的解决方案。这样的过程除了延误产品上市时间外，有时就算已经过仔细的评估与验证，却仍会发生因板上使用了某颗不当的零组件而导致项目无法完成的窘境。
由研华做为系统厂商与处理器大厂间的中介桥梁，可事先将软硬件做好各种检测作业，让系统厂商可以直接拿到已经验证好的软件与板卡来使用，并转而把公司资源投入在让自己更具竞争优势的系统设计。
苏高源表示，长期以来研华解决了不少系统厂商的设计问题，像有客户碰到棘手的PCI Express Interface稳定性问题是经由研华与原厂沟通而快速解决；而另有其他客户想增加图形加速软件、新增Ethernet端口, CANBus等等的软硬件需求也都由研华为其客制完成。他还指出，“需求端与供应端无法妥善衔接是造成产品无法顺利推广的主因，而尽管垂直市场上各系统厂商的需求不同，但仍能找到一些可‘共通的部份’，因此研华从过往丰富的经验中将这些可共享的软件、硬件与服务流程标准化来取代以往厂商自行开发自己使用的模式，不但能让进行RISC项目开发的客户不再需要重头来过就能拿到最佳解决方案，也可加速RISC相关产品的应用普及率。”
RTX 2.0为严苛环境打造强固型硬件
针对RISC架构所需的标准化硬件产品，早期该架构并没有统一标准的板卡（Form Factor）规格，直到前年才开始有厂商推出像适合手持应用的Q Seven与SMARC标准、以及为强固型应用所推的RTX标准，这些板卡规格都透过模块化概念将共享的核心与系统应用切割成上下两块板卡，再由互连方式启动硬件功能。由于已事先定义好板子的大小尺寸以及底板上数百接脚（pin）的功用，因此系统厂商想采用ARM技术时, 不再需要投入大量的人力物力来做核心平台的开发工作, 且系统厂商如果想依低中高阶等不同应而设计板卡时，也能共享核心的上板而不需要一一重新设计整块主板。
但在ARM架构的设计中需要应用在严苛环境的系统居多，因此研华推出了RTX 2.0（RISC Technology eXtended）的标准规格以便能专为严苛环境提供优化的RISC标准平台。首先，厚度为2.0mm的主板以12层的设计让硬件不但能对线路设计优化以取得高度稳定的讯号外，更能保有绝佳的焊接抗裂性与抗变形效果；以四个板对板连接器来紧密串接上板与底板的方式也比金手指的连接能拥有更优异的电气性能、以及更好的抗氧化与防振效果，“像稳定性要求极高的机器手臂之应用就很适合用RTX 2.0 的产品因为上下板连接方式的好坏牵涉到的是结构性问题，因此一旦选用连接性不佳的方案，日后频频出问题的机率将大增。”苏高源说明。
此外他还介绍，“工控应用中5V、12V、24V都是在工厂、发电厂中非常容易取得的电力来源，因此我们以5V~24V宽范围输入电压做为RTX 2.0的基本规格，在对电压变化有较高的耐受性下既可避免电压过高主板烧掉或过低无法启动的问题，设计者也无需为电压不足而要额外进行转换设计，藉此简化其设计过程。”再则，RTX 2.0板卡上所使用的都是符合-40?C～85?C宽温规格的零件，因为“高低温差下的零组件特性就容易出现漂移，因此在选用零件上, 必须要事先设定好, 加上厚度够的RTX可以较宽裕的走线设计来强化稳定性，再加上研华所有板卡出货前都经过严格测试，因此能确保最佳的产品质量。”苏高源说。
不知大家听完这些故事之后是否对于研华RISC有了进一步的了解，在本月的28-29号还将有一场ARM-Based FPC在昆山A+TC举办【活动详情】，届时小编将分享活动中的精彩内容，大家不要错过咯~
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简单运算需要精简型设计架构
相较于上层“复杂运算”概念, 由一个装置处理众多任务的方式，Micro Computing则是把单一或数个装置精准地锁定一项简单任务来执行，并凭借分散的概念让系统即使有部份装置失灵时也不会影响整体的运行。而配合底层的感知应用必须满足小尺寸、低功耗、低成本、精准专用等特色，精简指令集（RISC）处理器架构成为这类简单运算的首选。
苏高源指出，像x86系统在尽可能的把所有功能均纳入的设计理念下，将导致不管系统是否需要都会整包提供所有功能，进而耗用较多的电力与资源。但智慧城市最后的关键技术必须是专用而非泛用，因此若以系统单芯片（SoC）为基础的RISC架构来根据专门的应用进行嵌入式设计，将可在设计之初就针对所需应用提供精准的功能, 把许多不必要的功能排除在外，让系统能拥有低功耗, 体积小, 一秒内快速立即服务的优势。此外精简又专门的设计还能搭配像Linux这样的精简的嵌入式操作系统，也使得RISC架构所设计出来的产品具备小而美的特色, 且让所需建置成本相对较X86方案低。
应这样的精简专用的物联网感知层需求，两大半导体芯片大厂德州仪器（TI）与飞思卡尔（Freescale）均各自在RISC架构下推出了多样化的相关产品，譬如TI就有可展现优异图形处理能力的OMAP 5处理器和能提供丰富控制功能且低功耗的Sitara处理器；而Freescale则以单核心、双核心、甚至四核心的i.MX系列产品为垂直产业提供高度整合、低功耗、可支持多媒体应用的处理器。
担负起中介桥梁加速RISC架构普及化
但尽管有了最适合的RISC架构又有了最佳效能的处理器，系统整合厂商在为智能城市的应用进行设计时却仍有滞碍难行之处。苏高源解释，“以目前使用最普遍的ARM公司的RISC处理器架构为例，其自身并不进行设计制造或贩卖处理器，而是将处理器架构授权给像TI与Freescale这些半导体公司。而后者也只提供处理器产品并没有系统厂商所需的板卡，因此过去每当系统厂商选择了ARM架构时就必须投入相当的人力物力来开发一件新案。再加上垂直产业少量多样化的特性，让ARM base的项目普遍存在投资报酬率低的现象, 阻碍RISC技术在嵌入式应用的普及。”
系统厂商每新启一项ARM开发项目时，除了要找到精通ARM架构的设计工程师外，还要自行选料、配料，完成的产品更要进行各种的检验测试。可是仍免不了会碰到像I/O总线无法顺利与外围设备串接，亦或是所设计的板卡要多加网络端口，还有需要额外附加驱动程序或软件等特殊设计需求时，都必须与原厂进行技术沟通或者花费繁琐冗长的评估时间来寻找适当的解决方案。这样的过程除了延误产品上市时间外，有时就算已经过仔细的评估与验证，却仍会发生因板上使用了某颗不当的零组件而导致项目无法完成的窘境。
由研华做为系统厂商与处理器大厂间的中介桥梁，可事先将软硬件做好各种检测作业，让系统厂商可以直接拿到已经验证好的软件与板卡来使用，并转而把公司资源投入在让自己更具竞争优势的系统设计。
苏高源表示，长期以来研华解决了不少系统厂商的设计问题，像有客户碰到棘手的PCI Express Interface稳定性问题是经由研华与原厂沟通而快速解决；而另有其他客户想增加图形加速软件、新增Ethernet端口, CANBus等等的软硬件需求也都由研华为其客制完成。他还指出，“需求端与供应端无法妥善衔接是造成产品无法顺利推广的主因，而尽管垂直市场上各系统厂商的需求不同，但仍能找到一些可‘共通的部份’，因此研华从过往丰富的经验中将这些可共享的软件、硬件与服务流程标准化来取代以往厂商自行开发自己使用的模式，不但能让进行RISC项目开发的客户不再需要重头来过就能拿到最佳解决方案，也可加速RISC相关产品的应用普及率。”
RTX 2.0为严苛环境打造强固型硬件
针对RISC架构所需的标准化硬件产品，早期该架构并没有统一标准的板卡（Form Factor）规格，直到前年才开始有厂商推出像适合手持应用的Q Seven与SMARC标准、以及为强固型应用所推的RTX标准，这些板卡规格都透过模块化概念将共享的核心与系统应用切割成上下两块板卡，再由互连方式启动硬件功能。由于已事先定义好板子的大小尺寸以及底板上数百接脚（pin）的功用，因此系统厂商想采用ARM技术时, 不再需要投入大量的人力物力来做核心平台的开发工作, 且系统厂商如果想依低中高阶等不同应而设计板卡时，也能共享核心的上板而不需要一一重新设计整块主板。
但在ARM架构的设计中需要应用在严苛环境的系统居多，因此研华推出了RTX 2.0（RISC Technology eXtended）的标准规格以便能专为严苛环境提供优化的RISC标准平台。首先，厚度为2.0mm的主板以12层的设计让硬件不但能对线路设计优化以取得高度稳定的讯号外，更能保有绝佳的焊接抗裂性与抗变形效果；以四个板对板连接器来紧密串接上板与底板的方式也比金手指的连接能拥有更优异的电气性能、以及更好的抗氧化与防振效果，“像稳定性要求极高的机器手臂之应用就很适合用RTX 2.0 的产品因为上下板连接方式的好坏牵涉到的是结构性问题，因此一旦选用连接性不佳的方案，日后频频出问题的机率将大增。”苏高源说明。
此外他还介绍，“工控应用中5V、12V、24V都是在工厂、发电厂中非常容易取得的电力来源，因此我们以5V~24V宽范围输入电压做为RTX 2.0的基本规格，在对电压变化有较高的耐受性下既可避免电压过高主板烧掉或过低无法启动的问题，设计者也无需为电压不足而要额外进行转换设计，藉此简化其设计过程。”再则，RTX 2.0板卡上所使用的都是符合-40?C～85?C宽温规格的零件，因为“高低温差下的零组件特性就容易出现漂移，因此在选用零件上, 必须要事先设定好, 加上厚度够的RTX可以较宽裕的走线设计来强化稳定性，再加上研华所有板卡出货前都经过严格测试，因此能确保最佳的产品质量。”苏高源说。
不知大家听完这些故事之后是否对于研华RISC有了进一步的了解，在本月的28-29号还将有一场ARM-Based FPC在昆山A+TC举办【活动详情】，届时小编将分享活动中的精彩内容，大家不要错过咯~
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