星载嵌入式计算机的技术展望
沈绪榜院士
自从1957年10月4日第一颗人造卫星上天以后，人类从此进入了太空时代。空间科学正迎来有计划、有目的地开发近地轨道空间资源。人们利用海洋卫星、环境卫星、资源卫星与遥感卫星等“站得高就望得远”的作用，对海洋与陆地进行探测与研究，把生存和生活领域扩张到地球大气层以外。星载嵌入式计算机在空间信息、测绘、农林、国土、海洋等诸多领域，进行着地面与海面上无法或难以进行的科研生产活动，为人类创造多方面的福利。
卫星遥感问世20多年以来，卫星的寿命越来越长，可靠性技术要求越来越高；航天遥感图像的影像分辨率(空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率)和采样率越来越高,图像帧越来越大；对于传输型卫星来说，大容量存储器是一项关键的技术。
为了满足实时性要求，图像处理中的许多计算越来越多地从地面计算转移到星载嵌入式计算机上完成，高性能的星载嵌入式图像阵列处理器也是一项关键的技术。早在1980年代，国外针对航空航天遥感图像处理的应用要求，就研制出了许多图像阵列处理器。例如，英国ICL公司1980年用在直升机上实时目标识别的计算机,采用的就是一种64×64 PE(processing element)的阵列处理器。为了使科学工作者能以直观形象的方式，理解卫星遥感的大量抽象数据，支持计算机图形学的阵列处理器芯片得到了发展，典型例子有Nvidia公司的Geforce 8800 GPU等。
星载嵌入式遥感图像处理计算机所用的传感器的种类是很多的，例如，在美国的天基红外导弹预警卫星系统(SBIRS)中，有长波红外探测器、短波和中波红外探测器、红外扫描传感器，宽视场短波红外传感器和窄视场多光谱(中波、中长波、长波红外及可见光)跟踪传感器等。
由于卫星越来越大，就越复杂，成本就越高，研制周期就越长，增加了风险，因此，美国在上世纪末就积极推行小卫星编队飞行技术，例如，美国空军提出“21世纪星(Techsat21)”发展计划，利用三维编队飞行的若干颗小卫星协同工作，构成低成本、高可靠性、多任务平台以及具有扩展能力的“虚拟卫星”，实现分布式星载微波雷达(SAR)。小卫星编队的“空间虚拟成像技术”成了今后的发展方向，使星载嵌入式计算机的微型化技术越来越重要。■

PLD行业向纵深发展
罗 兰 士(Wim Roelandts) Xilinx公司总裁、首席执行官、董事会成员
如果经济形势保持良好增长的话，预计2008年又将是一个快速增长的年份，特别是在消费、监控、汽车和通信应用领域。 平板显示是电子行业中另一个增长最快的领域，FPGA在支持这些显示技术背后的众多关键技术方面扮演了关键角色，平板显示市场成为Xilinx公司快速增长的市场之一。根据iSuppli的数据，全球LCD和PDP电视的出货量到2009年将达到近8000万台。
在现实生活中，恐怖主义的存在威胁着全球的安全，这将推动市场对高性能监控视频产品需求的不断增长。今天的视频监控系统不仅要能够进行记录，还必须能够实时分析数据。这就需要更高质量的视频和DSP处理能力— 这正是我们致力于不断提高FPGA产品的DSP性能的主要原因。
在汽车领域，我们看到辅助驾驶应用在飞速增长。此前只有在高端豪华车型中才有的电子辅助驾驶系统正在普及到主流汽车市场中。市场分析人士预计辅助驾驶系统的需求在2007年到2012年期间将增长5倍。
随着便携式电子设备制造商不断向市场推出新产品，移动设备也为PLD带来巨大的机会。今天的设计人员越来越多地将视野转向ASIC和ASSP的固定架构之外，以充分利用可编程逻辑内在的设计灵活性和上市时间优势。除了需要更高的性能以外，消费者现在还需要更高的易用性 —iPhone就是一个很好的例子。PLD使得设计人员能够利用易用性特点使产品在市场上脱颖而出，同时还可以加快产品推向市场的速度。
最后，随着无线服务供应商不断致力于升级基础设施和部署三重播放业务，我们认为在通信领域的发展步伐将会加快。部署下一代基站时必须克服的挑战是在继续降低成本(按单位通道成本衡量)的同时还要增加更多的功能来支持新服务、新协议以及不断变化的用户使用模式。可编程逻辑是无线基站的理想解决方案，不仅提供灵活的设计平台，还支持服务供应商通过远程站点完成以后的升级。从长远来看，这可帮助节约数百万美元的成本。 ■

新一代的嵌入式处理技术
Lisa Su Freescale CTO
嵌入式处理器以及网络通信解决方案将会是下一阶段Freescale主要的发展视野，而高效能连结(The Net Effect)、朝向绿色环保(Going Green)、扩展银发生活应用(Silver Living)这三大领域，则是Freescale看好未来半导体设计与产品解决方案的具体发展项目。整合MCU和MPU、传感器及模拟控制器将是未来嵌入式控制系统的基本架构，应用广度及深度将会超越目前以PC或是消费电子产品驱动半导体设计的主流。随着家用娱乐设备的功能的提升，三轴加速度计产品不仅已经应用于手机屏幕或是游戏机传感器当中，目前也已朝向卫星芯片领域发展，且不仅限于GPS这块领域。
消费市场对MCU的需求将促使MCU的发展保持技术连续性，MCU性能持续提高的同时成本将进一步降低，8位/16位/32位MCU将逐渐实现相同的软件开发平台，从而实现开发设计方法的平滑过渡，以便于快速地进行升级换代。另一方面，MCU继续往集成的方向发展。特别是在汽车应用中，越来越多的MCU集成传感器、模拟器件、闪存和电源器件。软件在MCU开发中的作用将持续增加，电机与电源控制应用将是消费和工业领域的新应用。
多核技术将是未来嵌入式产品的发展重点，多核技术的制造工艺已经比较成熟，通过硬件加速处理优化多核性能、实现软件对多核的协调工作以及多核快速仿真、调试与编程等方面将成为主要的产品竞争力。在工艺方面，通过加入IBM联盟从事制程技术开发，多核45纳米以及32纳米的High-K量产制程将持续按照摩尔定律发展下去，但到22纳米阶段将取决于半导体大厂投资的立场。■

发展中的中国IC/SoC产业
曾明 北京神州龙芯 总裁
近年来,随着计算技术、电子信息技术以及集成电路技术的发展,嵌入式系统在通信、医疗、交通、工业控制、自动化、网络以及消费电子等技术领域发挥着越来越重要的作用。我们可以看到目前嵌入式系统正趋向成为一个与信息网络融合为一体的以用户为中心的服务平台，各种各样的嵌入式计算机通过网络连接到这样的一个平台上。它所支持的服务具备扩展性，支持资源和信息的共享，支持不同层次之间的交互，支持信息网络的协同工作，向着创建一个开放的、标准化的平台方向发展。
嵌入式系统的发展主要体现在芯片技术的进步上，以及在芯片技术限制下的算法和软件的进步上。可以说，芯片设计技术决定了嵌入式系统技术升级换代的发展技术。日后的嵌入式产品越来越以应用为中心，以计算技术为基础，更加实现低成本、低功耗、高性能。所以嵌入式技术会朝着自动化程度高，智能化并且更加微型化的方向发展。
神州龙芯致力于具有自主知识产权的核心技术—龙芯CPU、 CPU IP，以及基于龙芯技术嵌入式应用产品的市场化。目前技术研究重点体现在龙芯CPU IP授权和龙芯系列CPU嵌入式产品解决方案。龙芯CPU IP是32位的RISC(精简指令级)IP，具有高度灵活的可配置性，用户不但可以利用接口快速连接，还能根据需要来选择保留或者去掉某个模块。龙芯IP在0.18mm工艺上主要性能参数是200MHz，最大功耗是0.4W，面积小于5mm2，用于研发200MHz的低端SoC，如32位单片机。龙芯IP已经在AVS的SoC中成功应用并量产，日后工艺会不断的提升，推出0.13mm的软核、硬核等。■