SoC已成为设备迈向极速、微型化与高度智能境界重要关键

晶心科技总经理林志明。

拥有多年市场观察经验的晶心科技总经理林志明强调，虽然个人运算装置市场的主流，已由原本单一种采开放式架构的PC产品，慢慢过渡到现在由各款封闭式嵌入设备，如智能手机、平板电脑、数码电视、智能电表、车载电脑…等多样化消费性产品与应用所组成的百花争鸣时代，但不管其未来发展情势会如何演变，达到「极速」、「微型化」与「高度智能」的境界，一直都是该类型产品始终不变的追求目标。

「除了系统？SoC(System on Chip)设备的尺寸？体积日趋于轻薄短小，CPU程序码越来越精简，以求提高装置运算速度，减少无谓耗能与软硬件制造成本之外，搭配各式感应？识别？处理与移动组件、适合移动与家庭运用的操作界面，以及无所不在的网络连线环境(如伦敦Urban OS)，更使得新一代装置开始全面迈入微化极速的智能新纪元。」

新一代智能装置应强化电力效率，并支持多项通讯协定

为了因应此一新纪元时代的来临，林志明认为，新一代的消费性装置应具备支持触控屏幕、可随机体摆放方式而旋转其屏幕画面、能够让消费者直接使用手势？声音或肢体动作等方式进行设备的操作、可自动进行温度、影像等外在环境状况的侦测，并予以适当控制与调节的回馈机制，以及能够依缺省排程自动产生各式反应行为等各项智能化特徵。

此外，可与USB、Ethernet、BT、Wi-Fi、Zigbee…等多样化的通讯协定进行全面且广泛连线；能够依照使用者个人习惯，进行装置环境设定、储存与运用各项个人记录并确保其安全性与完整性，以及支持待机？睡眠模式，让电池可使用寿命延长…等多项功能。

「但要能实践上述设备的各项要求，其背后一定要有相关系统、软硬件环境做基础，为此晶心也发展出AndesCore各项系列CPU IP产品，以协助业者将产品朝更具智能化的方向转型。」

而事实上，晶心科技的AndesCore系列早已获得市场上许多业者的青睐，其N12、N10规格的产品在诸如网络、病毒扫描、环境监测、电子书、精简终端机、可携式多媒体、无线显示器、无线通讯…等多项Linux操作系统环境装置上，已累积为数众多的成功应用案例。

「SSD、eMMC/eSD、蓝牙、Wi-Fi与其他需要CPU支持执行通讯协定推叠、耗损平均技术、Block管理、硬件引擎控制及大于100KB程序码…等作业的厂商，会采用AndesCore的原因多半是基于其高效率与精简程序码的优势。」林志明说，至于触控控制器、电力测量与防护，以及要执行电流？电压？温度？短路状况测量、定位计算、电池负载平衡…等项目的业者，则是因为AndesCore所具有高电力效率与较小的gate count而采用。

晶心AndesCore系列产品 已广泛受到业者使用

根据该公司的估算，若将AndesCore系列上市至今，其N12/N10/N9/N8…等各式规格型号产品进行授权客户SoC量产累计，全球大约有高达1亿台的嵌入式设备，是架基于客户采用晶心科技提供之处理器IP产品、所开发深具创新性的SoC。林志明表示，我们今年更进一步推出最新款的AndeStar V3指令集，及奠基于其上的AndesCore产品N13及SN8系列，并提供更多的软件支持，以满足下游客户所回馈的各种市场需求及对产品的意见。

举例来说，AndeStar V3指令集不仅能支持虚拟主机与优先权插断抢占模式、精简程序码长度最多达20%，在追求更快速度的同时达到省电效果之外，亦提供开发人员可使用各种C语言来进行程序发展，以及更为强大的程序除错能力。「而依据此指令集运作的AndesCore产品，则依据型号不同，有着其他附加功能。」如N1337即是V3指令集搭配64bit快取存储器的组合设计产品。

而与前一代AnderStar V2指令集相比较，新一代V3指令集做出相当多改进，以程序码长度精简为例子，透过以一些指令集合常用功能、对ALU运算进行Shift处理、在Small constant上做Branch、重覆程序码序列，以及针对MCU常用V3指令部份特别提供V3m…等方式，编译后的程序码大小平均大约可减少15%，而在MCU部份甚至可以缩小20%以上。

此外，针对智能化设备所需的语音识别应用处理部份，V3指令集也有相当多指令可供支持。「由于V3指令集可说是V2强化版本，除以上述方式对原有指令进行编译补强外，并再另行新添38个指令集(分别为19个32bit指令，19个16 bit指令)，因此向后兼容性极高，原有业者以V2所开发的程序，在新版本中仍可继续使用，无需再投入额外时间及成本进行改写。」

AndeStar在程序码大小及执行效率均具优势

若将AndeStar与8051进行比较，「在执行相同的16-bit Average运算时，8051的程序码长度可达12 bytes、需使用11 cycles的单位时间才能处理完毕；而AndeStar只需要4 bytes的长度、2 cycles的时间；执行16-bit Multiply运算时，视Generic与Mem-mapped HW的不同，分别需要48 bytes的长度、48 cycles的时间和8 bytes的长度、8 cycles的时间，但AndeStar亦只需要4 bytes的长度、1 cycles的时间即可。」不论是在程序码大小或其执行处理的效率等方面，AndeStar都较8051更具有优势。

「以往为了加快执行速度与精简编译后的程序码大小，有关CPU的相关程序多是使用组合语言来撰写。」林志明说，这对于开发人员而言是相当大的负担，对此晶心科技针对CPU数据管理、System startup code与ISR提供相当多C语言的元件库，让业者能够同时兼顾开发简易、方便上手、程序简精、执行快速…等多重效益。

目前针对应用项目需求的不同，AndesCore已分化出多项不同的产品，以便在互相冲突的执行效率、能源消耗及晶圆大小等目标项目上较其他竞争者取得更佳的平衡。

像是针对线上控制器、IOT/WSN、电源测量…等，无需追求太快的速度，运算频率通常小于100MHz的入门级设备，晶心提供了N8系列产品予以应对；运算频率介于100~200MHz之间的MCU、BT/Wi-Fi/GPS、PC周边、储存设备、触控面板、MP3…等经济型装置，则有N9系统产品处理；至于像运算频率大于800MHz，甚至是100MHz以上的高度专业？安全控制平台，如交换器、闸道器、终端装置、机顶盒、智能手机、智能电视、Smart Card、NFC、移动付款…等，晶心亦有N13与SN8系列产品可提供相关支持。

业者应慎选CPU IP

林志明强调，我们现正处在消费性装置开始转向微型、高速、智能化发展阶段的初期，而SoC正是帮助人们进入此一新纪元的关键，因此业者应该要如何为其产品的SoC慎选CPU IP，便成为决定其日后发展成功与否的最核心要素。而晶心科技自成立以来，即长期致力于微控制器内嵌设计解决方案的研发，如Andes N8即被许多IC产业设计厂商认为是协助8 bit MCU升级成32bit的最佳解决方案。

「在平板电脑方面，Andes也已经被多次证明，可协助业者发展出各式各样最佳化的应用，像是Wi-Fi、Bluetooth、GPS、FM、触控控制器、电源管理…等项目。」由于现在人们生活周遭环境中内嵌SoC的设备数量越来越多、范围越来越广泛，他相信未来如晶心科技这样的业者，在未来的产业供应链中势将会扮演重要的角色。

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