研华发布新一代RISC平台

　　近几年来，消费电子市场的智能手机、平板电脑等RISC 产品浪潮一波接着一波，导致最近只要跟RISC有关联的企业都很红火。而研华在RISC的领域的努力和现阶段的成果又是如何呢?

RISC渗透各行各业，改变人们生活
 
　　据统计，从1960年代开始，电子技术和市场核心产品每十年都会有显著的交替。如图(图表一)所示，第一代的产品为Main Frame 和Micro Computer。近20年来，我们都有深刻感受到PC、Notebook, Internet 的成熟带给我们生活上、工作上的改变。再者，近几年来随着无线信息传输技术的演进包含了Wi-Fi、 GPRS、 3G、 到4G、WiMAX、LTE  (Long Term Evolution)等的无线网络的建置，大大的强化了人与人、人与信息间的互通。科技的演进带来了生活便利。

图表1

　　近年来，有很多非常受市场欢迎的产品，如智能型手机、平版电脑、电纸书、PSP等。这些也都是我们日常生活中可以接触到的RISC产品。并且，随着RISC技术的演进，性能与功能也越来越强大。RISC已经切入了我们的生活，并且也将更深一步的改变我们的生活模式。

什么是RISC

　　RISC到底是什么呢?为什么它跟X86架构的产品会有如此不同的差异呢? RISC的全名是Reduced Instruction Set Computing，也就是精简指令集运算架构。在1970年左右，计算机时代开启了十多年后，工程师们发现超过80%的计算机运算，仅仅只是利用了20%的指令集来操作，剩余80%的指令集长时间处于闲置的状态，很浪费，这就形成了RISC计算机核心的概念起源。之后，有数种不同的RISC架构面市。

　　那么RISC的计算机架构有什么特点呢？由于指令被精简了，因而CPU架构大幅被减化，芯片的核心尺寸也跟着大幅缩小。核心尺寸一小，功耗也就随之减低，而且每片晶圆所能产出的芯片就会变多，制造成品也就相对便宜。也就形成了大家所普遍认知的RISC 产品有功耗较低，价格相对便宜等的优势。但是，由于指令集被精减, 所以造成了RISC产品某些的功能无法支持或者性能降低，这也就决定了RISC产品不适合运用在一般的通用运算核心平台上。

RISC的核心平台分类
 
　　目前市场上主要有3个主要的RISC核心平台。分别是ARM、MIPS、PowerPC。他们各有不同的特点：
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　　PowerPC架构是由IBM、Motorola/Freescale 所倡导，架构比较接近于一般的PC。大家所熟知的Apple MAC 在G5之前就都是使用PowerPC 为其核心，效能也相当优异。
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　　MIPS，它的前身是Silicon Graphic，所以其产品擅长于图像处理，在Set Top Box、Digital Signage、Gaming Device都经常见到以MIPS为核心的产品。
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　　ARM，性能处于相对偏低的水平，一直以来在低功耗的产品、I/O控制的产品中得到广泛应用。并且在近几年来，大有爆炸性的增长，被广泛应用在智能型手机、平板电脑，甚至未来会跨入PC、Server 等新的产业应用中去。
ARM发展势头强劲

快速增长的基于ARM芯片出货量，在2010年达45亿个/年！如图表二所示：

图表二

　　那么是什么样的因素让ARM站上这市场趋势的浪尖呢？原因主要有以下几点：
 核心效能成倍数增长
 持续优化低功耗
 软件体系的不断健全

　　以ARM 架构的Roadmap(图表三)来说，从最开始的ARM7、ARM9、ARM11到2008年开始有Cortex-A系列ARM架构的面世，Cortex-A系列的CPU不断侵入无线通信、网络应用、消费电子等市场，效能也逐渐提升了数倍到数十倍。

图表三

　　再者，随着ARM架构的不断演进与优化，在强化性能的同时，仍然保持了极低功耗的特性。大家可以看到iPad2的性能大大的提升了,却能使用更轻薄的电池保持相同的使用时间。

　　软硬件生态体系的健全，更是整个RISC平台发展的关键所在。不管是Google推出的Android移动操作系统，还是Microsoft于今年初宣布未来的Windows产品（WIN8）将支持以ARM为核心架构，再或者是最近AMD宣布取得ARM的授权，众多的国际领先厂商先后加入这个生态链后，已经改变了整体的生态体系结构，他们引起的快速连锁反应可想而知，那么，未来的道路上，RISC 平台的软硬件生态体系开始逐渐健全。

研华的RISC/ARM之路

　　研华从21世纪初便开始着手于RISC架构产品的发展，持续的开发基于Intel、Cirrus、Freescale、TI等平台的Solution。从ARM9、ARM11、Cortex-A8到后续的Cortex-A9、Cortex-A15，研华一直持续不间断专注开发Industrial适用的RISC平台。

　　一般而言，目前各家RISC SoC供货商开发出一个新的RISC SoC Chip会搭配相应的参考设计（评估板），但通常研华无法直接将供货商的公版设计直接转换成产品Release 给我们的工业界的使用者。主要的原因是RISC SoC 供货商所提供的原始平台并无法满足在产业界的各种规范，如零件寿命、电气特性、耐温、价格等重要因素。因此研华需要重新检验整体架构，包含更换零件、Driver Porting、Industrial 功能的补强等。再加上研华自有的SUSI API服务整合出各种适合应用在不同产业应用的RISC 产品。各位伙伴们可以发现研华并不仅在做RISC的产品，而是在开发适合产业应用的RISC核心平台。以确保研华能提供以质量为基础，同时亦符合各种产业需求的RISC产品。并且提供我们丰富的软硬件整合经验来协助各伙伴们将RISC solution顺利的导入产品中去。

研华的RISC平台服务

　　那么研华的RISC平台服务有哪些呢？目前研华提供三种服务给研华的伙伴们：

1. RISC的核心计算机模块（核心板）

　　研华集合数年来的产品经验订制出“RTX” 架构。这种针对于核心板的标准在68mm X68mm的产品架构上我们整合了CPU、RAM、Flash、RTC、Watching Dog等运算核心，再加上Ethernet、USB、UART、Display、Audio、SD card、I2C、等丰富的界面都已经整合在这一张轻薄短小的RISC模块上。使用者可以在载版上简易的设计所需要的电源电路及所需要实体I/O Connector便能完成所需的RISC平台。可以大大的缩短产品开发周期、降低人力、研发费用。

　　研华的RTX架构并不是一朝一夕所订制出来的规格。、是在结合过往的宝贵产品经验、并综合考虑生产质量、价格结构、信号稳定性后，从各种产业应用经验中转化出来的Industrial质量标准。RTX拥有以下特点：
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　　采用B2B Connecter 结合架构。4个100pin的B2B Connecter 的结合再加上四点螺丝的锁固，确保了长时间在高振动环境的产品稳定性。
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　　有些计算机模块、通常会因Connecter的限制，仅能使用较薄的PCB。造成了PCB较容易弯曲而导致了锡裂BGA Crack的现象。虽然在制程上可有补强的措施，但在使用B2B Connecter 后，PCB板厚便可不受限制，从根本优化产品的强度问题。
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　　计算机模块一直都存在着信号电压位准及稳定性疑虑。针对信号的质量，研华特别针对I/O讯号部份增加了Level Shift/Buffer 的电路设计，以确保信号质量。

2.RISC 单板计算机

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