此型號的處理器意在與包括威盛的低能耗芯片以及基于ARM架構(gòu)的芯片相抗衡。并取代更新超便攜式筆記本的老舊處理器。最初為大眾所知的名字是Silverthorne和Diamondville,而這一新系列的處理器被稱為“Atom”,不過現(xiàn)在的Atom處理器現(xiàn)在有了正式的中文名——“凌動”!
Atom Z5X0系列處理器搭配Paulsbo芯片組,Paulsbo SCH硅片面積22×22毫米,整合了南北橋功能,可提供兩條PCI-E x1插槽、一個IDE PATA 100接口、三個SDIO和MCC存儲卡插槽,內(nèi)部集成了USB 2.0控制器(八個Host一個Client)、內(nèi)存控制器(最高1GB DDR2-533)、高清晰度音頻控制器、圖形核心等眾多模塊。
Atom Z500的TDP分布于0.85W(沒有超頻800 MHz版本)和2.64W瓦之間(啟用超頻1.86 GHz模型)。在其最進化版本SCH結(jié)合中消耗大約2.3W,從而使手機加CPU的耗能少于5W。與現(xiàn)有的方案相比,這顯然是向前邁進了一大步。舉例來說:VIA Nano的TDP宣稱1.8 GHz版本為25W,而Celeron-M ULV在900MHz功耗為5W。
●ATOM的N2X0系列:價格具有相當(dāng)?shù)奈?/div>
Atom N2X0系列類似于之前的Atom Z5X0系列 ,唯一的差異是在EMT64 (64 bit) 的管理,目前僅存在N270和N230,頻率相同TDP不同,缺乏對EIST的支持 。那么Atom N2X0系列在待機情況下無法自動降頻。但價格是相當(dāng)有吸引力的:一個頻率為1.6GHz(533 MHz bus)Atom N270,具有2W TDP價格僅44美元。另一款相同頻率的N230版本,具有4W TDP ,價格僅29美元(在相同的頻率情況下)。
●N2X0系列只支持老的芯片組:i945芯片組
其實N200系列的主要問題是源于芯片組:英特爾公司只提供i945的變種版本。此芯片組說實話已經(jīng)“老了”,有著不小的缺陷存在:對于消耗控制不好(945GC版大約22W)?;谟⑻貭?45GC + ICH7芯片組,可以板載Atom N2X0處理器,支持DIMM DDR2 533/400內(nèi)存和SATA接口,一個IDE接口,并整合了GMA950圖形芯片。但是很明顯,用高于Atom處理器10倍功耗的舊芯片組,在當(dāng)今世界上可不是好的做法,但直到一些更好的產(chǎn)品研發(fā)出來之前,也只能這樣搭配了。而便攜式PC內(nèi)同樣使用i945GSE芯片組,且功耗為5.5W(4W為北橋、1.5W為南橋)。很顯然低功耗帶來了性能明顯縮水,為了減少功耗,英特爾把整合圖形芯片GMA的頻率(從400MHz至1 33MHz)。
●ATOM的N2X0系列處理器專用圖形芯片GMA950
現(xiàn)在讓我們看一下介紹一下圖形芯片GMA 950 :這是由英特爾公司在i945芯片組內(nèi)使用的IGP。兼容DirectX 9和能夠運行Aero,配備Core Duo處理器應(yīng)用在便攜式PC中是很常見的。但是其性能表現(xiàn)較弱,而且不能解碼高清格式。另外,它對內(nèi)存帶寬敏感,和驅(qū)動沒有完善的優(yōu)化。英特爾在臺式機上使用核心頻率400MHz的i945G版本圖形芯片,而在便攜式電腦中頻率降至250MH和在一些超輕便型筆記本更是降到166MHz使用,本來性能就十分弱,一次又一次的縮減,性能損失十分嚴(yán)重。而Atom (i945GSE)使用的版本更是降至133MHz使用,嚴(yán)重影響性能。近期英特爾可能打算用Atom 和一個SiS芯片組合。此方案已經(jīng)提供在英特爾Mini-ITX主板上了,采用了SIS671再加上968,屆時功耗只消耗8W。
●ATOM的兩個系列處理器的解析匯總:
型 號 |
主 頻 |
二級緩存 |
前端總線 |
TDP |
Z500 |
800MHz |
512KB |
400 |
0.65W |
Z510 |
1.1GHz |
512KB |
400 |
2W |
Z520 |
1.33GHz |
512KB |
533 |
2W |
Z530 |
1.6GHz |
512KB |
533 |
2W |
Z540 |
1.86GHz |
512KB |
533 |
2.4W |
N230 |
1.66GHz |
512KB |
533 |
4W |
N270 |
1.66GHz |
512KB |
533 |
2W |
目前英特爾將提供兩個系列的Atom處理器:單核的Diamondville和單核的Silverthorne。目前Silverthorne Z500系列共發(fā)布了5個不同的版本、Diamondville N200系列有兩個版本,用于臺式機的單核心Diamondville-230處理器,與用于筆記本電腦的Diamondville-270處理器。這兩款處理器的技術(shù)架構(gòu)很相似,主頻都是1.6GHz,二級緩存都是512KB。
ATOM Z5XX移動系列與N2XX桌面系列大小比較
除此之外,英特爾還會推出第一批雙核心Diamondville處理器,型號預(yù)計是Celeron 3xx。這批雙核處理器是為臺式機用戶打造的,發(fā)布時間可能是今年第三季度。Diamondville處理器的熱設(shè)計功耗在4瓦到8瓦之間,并可能不帶處理器風(fēng)扇。
ATOM的功能:“順序執(zhí)行”設(shè)計和超線程技術(shù)
●采用“順序執(zhí)行”(in-order execution)設(shè)計
英特爾Atom采用了較為簡單的“順序執(zhí)行”(in-order execution)設(shè)計,對于現(xiàn)代X86處理器來說, 亂序執(zhí)行(Out of Order)是一種行之有效的性能提升方法。但是亂序執(zhí)行有著更高的執(zhí)行效率,不過這是需要有更多的晶體管和更高的功耗做為代價,這顯然與Atom的超低功耗是背道而馳的,由于移動設(shè)備并不會采用復(fù)雜的多任務(wù)多線程設(shè)計,所以Intel在Atom上首先拋棄了亂序執(zhí)行設(shè)計。Atom處理器內(nèi)部采用了簡潔低效的順序執(zhí)行結(jié)構(gòu)(In-Order)。這樣的結(jié)構(gòu)在極端情況下效率只有亂序結(jié)構(gòu)的五分之一。有意思的是,曾經(jīng)在處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域被判死刑的順序執(zhí)行架構(gòu),除了出現(xiàn)在ATOM CPU上以外,還被IBM用在了Power6處理器上。
只要對比當(dāng)今“ 尚存” 的順序執(zhí)行處理器,我們不難得出一個結(jié)論,所有順序執(zhí)行處理器都采用了簡潔的CPU內(nèi)部架構(gòu)、較高的工作頻率和同步多線程技術(shù)來彌補效率上的缺陷。Atom處理器也不例外。根據(jù)Intel透露的參數(shù),新處理器的頻率達到了1.6GHz~1.8GHz,并且支持HT超線程技術(shù)。憑借極高的運行頻率和超線程技術(shù),Intel成功彌補了Atom處理器在性能上的缺陷。2008年Cebit展覽上,Intel 1.6GHz Atom處理器運行SuperPi的成績?yōu)?08秒——該結(jié)果已經(jīng)明顯超過Pentium III圖拉丁處理器。你千萬別忘了,ATOM的功耗只有2W!
●沿用老處理器的超線程技術(shù):HT
超線程是一種隨Pentium 4處理器出現(xiàn)的技術(shù)。它可以處理兩個線程同時使用未使用的部分管線。雖然沒有兩個真正的核心的效率,該技術(shù)可以被認(rèn)為CPU可以同時進行兩個線程,從而增加電腦的整體表現(xiàn)。Atom具有較長的管線,加上順序架構(gòu)的技術(shù),超線程技術(shù)將是非常有執(zhí)行效果的,該技術(shù)可顯著提高性能而不影響TDP的變化。
ATOM處理器核心功能
Atom配備了兩個ALU(執(zhí)行整數(shù)計算單位能力) ,以及兩個FPU(浮點數(shù)計算的單位能力,這對游戲非常重要)。
英特爾優(yōu)化了基本指令
英特爾Atom處理器使用45納米工藝生產(chǎn),保留了Core 2 Duo指令集功能,象支持多線程等。Atom處理器是英特爾目前耗電最低的處理器,耗電范圍在0.6至2.5瓦之間,時鐘速度最高為1.8GHz。
關(guān)于Atom處理器的緩存和FSB
英特爾已經(jīng)為Atom選擇了一個相當(dāng)出不普通的組織,但沒有犧牲性能(對CPU使用順序架構(gòu)非常重要)。
●24K+32KB的一級緩存設(shè)計:結(jié)構(gòu)不對稱
Atom的一級緩存總計是56K:數(shù)據(jù)24KB和指令32KB。這種緩存結(jié)構(gòu)不對稱,令我們還是比較驚訝。也許是考慮到順序執(zhí)行對性能造成的負(fù)面影響,Intel沒有克扣太多的緩存——憑借32KB+24KB的L1 Cache和512KB L2 Cache,Silverthorne的緩存設(shè)計足以稱霸整個手持移動處理器市場。必須指出的是,Silverthorne采用了8個晶體管一位(Bit)的SRAM緩存設(shè)計,相對core2 CPU的6個晶體管一位,前者要耗費更多的芯片面積,但卻有著更低的功耗。 這種技術(shù)保證應(yīng)用到緩存中的電壓,以保持信息有所減少??雌饋碓谟螒蛑邪l(fā)展到8晶體管已經(jīng)晚了,當(dāng)處理器的設(shè)計相當(dāng)先進時,這意味著緩存的大小不得不減少以適應(yīng)它24KB的數(shù)據(jù)緩存。
●512KB的二級緩存設(shè)計:結(jié)構(gòu)不對稱
ATOM二級緩存為512 KB ,顯然與處理器運行在相同的頻率。這8路緩存設(shè)計相當(dāng)經(jīng)典,其性能與Core 2 Duo處理器中使用相近(其潛伏期是16周期,相比而言Core 2為14周)。其中一項新功能就是可以自動關(guān)閉部分緩存:如果程序不需要太多緩存的話,它的一部分可以關(guān)閉。在實踐中,緩存可以從8路至2路(從512 KB到128KB ),很顯然這是一種寶貴的降低功耗的技術(shù)辦法。
●大容量前端總線
前端總線做為處理器交換數(shù)據(jù)的“馬路”,其容量大小對處理器的運行效率有著直接影響。目前上市的Atom處理器FSB從400MHz到533MHz,達到了“奔4”時期的標(biāo)準(zhǔn),對于手持設(shè)備的性能需求已經(jīng)足夠了。而配合Macro-Ops Fusion技術(shù),可以在保持高FSB的同時提供更低的功耗和耗電量。
●數(shù)字媒體指令集
Atom支持SSE,SSE2,SSE3,SSSE3指令集,對CAD、2D&3D建模、視頻編輯、數(shù)字音樂、數(shù)碼照片和游戲性能有了更好的支持,將手持設(shè)備的性能有了更高的提升。
電源管理:試驗和理論
電力消耗是一直是Intel平臺的中心,雖然他們在這方面已經(jīng)做了很多工作。但是老舊的芯片組,與新處理器相比,還是消耗了很多電力,因此在Atom身上有許多有吸引力的功能。
●總線和緩存
正如我們已經(jīng)說過,英特爾在總線和緩存方面做了很多努力:總線的不同模式的進行和緩存可以被禁用的功能,這些使用都可以節(jié)約功耗,減少發(fā)熱和電力需求。
●ATOM的C6電源模式
相比上代產(chǎn)品而言,Atom同時引進一個新的待機模式C6。C模式可以設(shè)置(0到6)低功耗狀態(tài),數(shù)字越高CPU消耗越少。在C6模式下,整個處理器幾乎完全禁用。甚至只有幾KB的緩存記憶體保持注冊狀態(tài)的存儲。在此模式下, L2緩存是空的不用的,供電電壓下降到只有0.3 V,并且只有一小部分的處理器為了喚醒功能仍然活動。該處理器可以在大約100微秒進入C6的模式,很顯然這速度很快。在實踐中,英特爾聲稱理論上C6模式可以使設(shè)備多使用90 %的時間。
●Intel移動電壓定位(IMVP VI)技術(shù)
采用IMVP電壓調(diào)節(jié)器時,CPU核心電壓的變化
Intel的移動電壓定位(IMVP)是一項靈活的電壓調(diào)節(jié)技術(shù),能夠自動降低Intel移動處理器的總功耗。使用IMVP電壓調(diào)節(jié)器時,核心電壓會隨著處理器負(fù)載的上升,而逐步下降。這種方式能夠使高負(fù)載狀態(tài)下的CPU耗電量降低。所以和采用靜態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)相比,配備IMVP電壓調(diào)節(jié)器的筆記本電腦會有比較低的TDP、平均與主動耗電量。
ATOM測試平臺介紹:技嘉GA-GC230D主板搭配ATOM N230
我們的測試采用了技嘉制造的Mini-ITX主板,配備了Atom 230/i945GC 。此主板有個單一的DIMM(DDR2內(nèi)存)插槽和一個PCI端口,沒有AGP或是PCI-E接口,所以排除了使用任何獨立顯卡。比較有趣的是芯片組(消耗22W)采用了主動散熱設(shè)計,而CPU卻只是簡單的鋁散熱片來應(yīng)對。可見ATOM的功耗如此之低,令芯片組汗顏。
因為這主板是為入門級的產(chǎn)品,所以我們嘗試比較兩個目前的入門級解決方案:奔騰E2140(1.6GHz主頻),和閃龍3400+(Socket 754接口在) 。這兩個處理器分別設(shè)置為相同的時鐘頻率(1.6GHz)做為測試。主板使用的是技嘉的GAGM945S2。它的優(yōu)點是相同了與ATOM平臺相同的芯芯片組。AMD方面使用的是Sempron搭配nForce4主板。
平臺標(biāo)準(zhǔn)配備DDR2667 1G內(nèi)存,只有芯片安裝了散熱器
相比主板的其他部件來看,ATOM處理器顯得十分嬌小
ATOM N230處理器只配備了散熱片進行被動散熱
平臺整體配置參數(shù)一覽
三塊主板配置進行了同時測試,采用了相同的系統(tǒng)WindowsXP Service Pack2,和目前所有最新的驅(qū)動程序。英特爾平臺使用的1G DDR2667內(nèi)存,AMD平臺使用了1G的DDR 400內(nèi)存。我們的測試硬盤是一個74G的西數(shù)猛禽。
性能大戰(zhàn)之一:對決雙核奔騰E和閃龍
我們比較三個平臺在相同的頻率下進行,采用了一些常見的測試方面,來驗證產(chǎn)品之間的強弱。
Cinebench R10是一款測試CPU渲染性能的軟件,閃龍性能相比ATOM大約快了1.53倍左右,由于E2140是雙核酷睿架構(gòu)的產(chǎn)品,就單核效能相比同頻率ATOM就快了1.86倍。由于閃龍不支持超線程功能,所以在測試中只有一個成績。
SiSoftware Sandra是一個綜合測試軟件,擁有超過30種以上的測試項目,主要是測試整體的性能。然而三款處理器的性能差距給人留下了深刻印象。E2140真的很快,而Sempron的綜合性能最弱,成績低于同頻率的ATOM。由于奔騰E有兩個核心并使用了超線程技術(shù),產(chǎn)生巨大差距很正常。
在3DMark06和PcMark06的CPU測試中,E2140以絕對的優(yōu)勢領(lǐng)先,閃龍的成績也相比ATOM有著不少的性能差距。
ATOM處理器由于架構(gòu)的關(guān)系,在浮點運算上,性能較弱,90多秒的成績相比對手,相差懸殊。雙核E2140依舊領(lǐng)先,閃龍性能位居第二。
最后,我們采用WinRAR壓縮大約1 GB的文件進行測試。由于閃龍使用不同的內(nèi)存規(guī)格,所以不參與此項測試。在測試結(jié)果中,兩者之間的差距平臺小于在綜合測試中,但奔騰E2140的性能仍然快將近兩倍。
性能大戰(zhàn)之二:對決威盛C7和賽揚M
在此項測試中,ATOM N230處理器依舊搭配我們使用的技嘉Mini - ITX主板。而威盛C7搭配PC3500G主板進行測試,而賽揚M處理器則使用便攜筆記本進行測試。
●性能對比:ATOM N230 VS 威盛C7
PC3500G是VIA威盛芯板推出新一代全整合主板,在功能和性能方面這款PC3500G也相當(dāng)不錯,它基于VIA CN896數(shù)字多媒體IGP芯片組,采用了通過微軟Windows Vista Basic認(rèn)證的VIA Chrome9 HC IGP和一個DirectX 9.0 3D/2D高性能圖形加速器,并且還配備了Chromotion 3.0視頻硬件解碼芯片,支持播放HD DVD和藍(lán)光高清視頻。
威盛PC3500G為全整合主板,板載主頻1.5GHz的威盛C7處理器
整合的是前端總線為400MHz的1.5GHz主頻VIA C7-D處理器。主板配備了兩條DDR2 DIMM內(nèi)存插槽,最高支持2GB DDR2-400/533/667MHz內(nèi)存。配備了一條PCI Express x16顯卡插槽和一條標(biāo)準(zhǔn)PCI插槽。連通性方面也非常豐富,包括4個USB 2.0端口、2個SATA II連接器、兩個PATA連接器、10/100高速以太網(wǎng)端口和8聲道板載音頻系統(tǒng)。
為了測試公平,我們把Atom處理器的頻率降頻至1.5GHz,以同樣的頻率與威盛C7 1.5GHz作為對比測試。其他內(nèi)存,硬盤,和操作系統(tǒng)兩套平臺完全相同。
在Cinebench R10的測試中,正如你所看到的,Atom的成績超過了同頻率C7性能大約35%左右,這是超線程發(fā)揮了作用,由于C7同樣不支持超線程功能,所以其中一項測試仍然沒有成績。
在此項目中,Atom再次發(fā)揮了超線程的作用,性能大幅度的領(lǐng)先對手威盛C7處理器,PCMark05是多線程軟件,就像許多測試結(jié)果一樣,Atom超線程具有絕對的優(yōu)勢。
最后,測量兩個平臺的功率消耗。威盛的平臺是更經(jīng)濟,和英特爾平臺相比。在閑置時PC3500G整體只有49W,而技嘉GA GC230D則是59W,可是值得注意的是,在滿荷載下,Atom整體功耗只上升了3W,而威盛的平臺,則提升了10W以上(但仍低于Intel平臺 )。
●性能對比:ATOM N230 VS 賽揚M
為了比較Atom與賽揚M的性能差距,我們選用了一個便攜式筆記本配備Dothan的核心的賽揚M做測試。其中我們并沒有運行PCMark,因為筆記本平臺和臺式機平臺截然不同,同測試的話,測試結(jié)果不準(zhǔn)確。此次測試我們?nèi)圆捎猛l率測試,把Atom降至1.3GHz與賽揚M同頻率進行比較。
在此次Cinebench R10的測試中,由于賽揚M不支持超線程,所以其中一項測試沒有成績,但是另一項測試卻領(lǐng)先與Atom處理器1倍多的性能。而且賽揚M還是移動平臺,如果都是臺式平臺,差距將更大??梢夾tom的性能真的不強,甚至有點弱,看來只能在功耗上做文章了。
最后的測試:ATOM處理器超頻和3D性能測試
●Atom N230與E2140的3D性能對比測試
由于測試的主板上沒有PCI - E或AGP插槽(無法外接獨立顯卡),所以我們只能用主板板載的GMA950進行測試。并且我們選用相同類型的技嘉主板,配備了相同的芯片組,與主頻為1.6GHz 奔騰E2140進行同頻率測試(只有這兩種平臺顯示芯片性能接近,其他平臺無法對比)。這樣一來,兩套平臺使用相同的IGP(GMA950 @ 400 MHz )和兩種CPU在同樣的頻率進行測試。還要說明一下,兩臺計算機分別裝有一個單條1G的DDR2 - 667內(nèi)存。
我們可以明顯看到,在 3DMark 06測試中,采用640x480分辨率下,Atom表現(xiàn)的十分差。在以往測試中CPU對于3D性能影響十分微小,可是此次測試影響非常巨大,可見ATOM性能成為嚴(yán)重3D性能瓶頸。
●Atom N230超頻測試
技嘉Mini-ITX主板主板提供了超頻選項:FSB可以進行修改,在100MHz和700MHz進行調(diào)節(jié)。對于N230來講,其倍頻無法修改,固定為12 ,外頻頻率是133MHz。我們測試,在不加電壓下達到一個穩(wěn)定頻率為1.8GHz(12x150),其實在不加壓的設(shè)置下,最高可以超頻至1.86GHz(外頻153MHz)。經(jīng)測試,我們得知,把N230的1.6G主頻超頻至1.8G,功耗從62W提升到65W,在性能提升下,功耗提升不明顯,超頻的好處顯而易見。
注:全文測試數(shù)據(jù)出自Tom‘shardware網(wǎng)站
全文總結(jié)
正如測前所料,Atom是一個相當(dāng)慢的處理器,在性能上無法與Core 2 Duo架構(gòu)的CPU相比較。但是功耗的過低,不失為是一款超便攜筆記本的首選處理器。在移動平臺里面Atom的節(jié)能優(yōu)勢會更加明顯,但是在桌面級產(chǎn)品中Atom依然存在非常大的競爭。同時基于Intel自身芯片組的整合平臺性能偏低。只能對于辦公一族來說超低功耗和足夠性能可以被發(fā)揮的淋漓盡致。更重要的搭配Atom的桌面級產(chǎn)品一般產(chǎn)品的體積都非常小,而且更容易移動,是辦公人士的不錯選擇。
●英特爾Atom平臺
就本次測試的非掌上設(shè)備的ATOM處理器而言:處理器本身是成功,而相搭配的芯片組才是最大的弱點所在。整體而言,性能偏弱,老舊的平臺在未來的斗爭中希望渺茫,我們希望英特爾將提供更適合未來發(fā)展的高性能芯片組。
●低成本與未來可實施的高性能
在完成功耗和晶體管數(shù)量的目標(biāo)后,Intel還通過45納米實現(xiàn)了CPU超低的生產(chǎn)成本。根據(jù)Intel官方透露的參數(shù),ATOM處理器的芯片面積不足25平方毫米,集成4700萬個晶體管。Intel可以在一塊300mm晶圓上切割2500塊ATOM CPU。相比之下,同樣采用45納米制程的Intel Core2 Duo E8xxx系列處理器的芯片面積高達107平方毫米!
除此以外,在Intel ATOM同樣能通過封裝實現(xiàn)雙內(nèi)核四線程功能。在Intel的Roadmap中ATOM 3xx系列處理器就在一個內(nèi)核中封裝了2個ATOM核心,從而像Core2 Quad處理器那樣,以較低的成本和難度獲得更高性能。
●手持設(shè)備中平臺策略再顯優(yōu)勢
對于手持移動設(shè)備來說,顯示芯片一直是個要命的問題。雖然NVIDIA和AMD都有各自的獨立手持設(shè)備顯卡,但這些獨立芯片一般都會讓設(shè)備續(xù)航能力大打折扣。更要命的是,在Windows Mobile、Symbian平臺無論是NVIDIA還是AMD都無法提供完善的驅(qū)動,以便移動圖形芯片發(fā)揮出更大的威力。自從迅馳平臺大獲成功后,Intel就學(xué)會了平臺策略的狠招。在ATOM問世時,Centrion Atom平臺也橫空出世。不同的是,這次Centrino ATOM平臺所捆綁的主板芯片組都具有圖形處理能力。
Centrino ATOM平臺采用的圖形核心來自于Intel 945G。這個GPU核心可以支持DirectX9 ,但卻采用了固定圖形單元設(shè)計。據(jù)悉,Centrion ATOM平臺代號Poulsbo的芯片組采用了和GM965相同的圖形內(nèi)核,可以支持DX9Shader Model 3.0和硬件視頻解碼引擎,在播放MPEG-2,MPEG-4AVC,WMV/VC-1視頻格式時也可以有效降低CPU占用。
有意思的是,Intel ATOM處理器不僅會攻占手持設(shè)備領(lǐng)域,還會通過內(nèi)嵌主板的方式進軍超迷你PC和低價領(lǐng)域。Intel已經(jīng)確認(rèn)會在2008年第二季度推出代號Litte Falls的超迷你CentrinoATOM套裝。值得一提的是,在新的迷你主板套裝中所使用的ATOM處理器代號DiamondVille和手持設(shè)備上使用的Sliverthrone不同之處在于,前者有著更高的性能和更大的功耗。
Atom處理器的優(yōu)勢
? 價格方面:Atom N230售價只有29美元
?超低功耗需求
? 超頻性能好,且對整體功耗提升不明顯
Atom處理器的缺點
?整體性能偏弱
? 芯片組性能不好
?3D性能極差
? 目前無合理的平臺可更換
結(jié)語:
2008年注定是移動市場不平凡的一年,Intel卷土重來、威盛的Nano和NVIDIA的Tegra虎視眈眈,外加上Ti、ARM的老牌廠商的嚴(yán)陣以待,也許很快我們就會發(fā)現(xiàn),手中的手機已經(jīng)能輕松觀看Youtube,也許不久的未來智能手機已經(jīng)不再是WM、Symbian系統(tǒng),而是標(biāo)準(zhǔn)桌面版的Vista和Linux。
毫無疑問,Intel ATOM憑借2W的功耗和不俗的性能,試圖向人們證明未來的移動世界同樣會是Intel Inside,此次架構(gòu)的全幅度更改,是Intel徹底想把所有應(yīng)用處理器方面的產(chǎn)品,全部換成X86的決心,以完成全領(lǐng)域的統(tǒng)一霸業(yè)。
DOM電子硬盤應(yīng)用系統(tǒng)
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一. 問題的提出 以現(xiàn)今學(xué)校的電腦系統(tǒng)選型為例,一般有以下幾種選擇:1,以有盤PC構(gòu)建的系統(tǒng);2,基于網(wǎng)絡(luò)的NC和WBT系統(tǒng);3, 無盤的RPL、PXE工作站系統(tǒng)。這三種系統(tǒng)各有優(yōu)缺點。有盤PC系統(tǒng)性能好、功能強,最滿足教學(xué)要求。但有盤PC系統(tǒng)缺乏集中管理的優(yōu)勢,并且在價格、防病毒、維護量、軟硬件升級、更換成本等方面存在不小問題。而無盤的NC、WBT和RPL、PXE的工作站系統(tǒng)都具有集中管理、終端維護量小等優(yōu)勢,但無盤系統(tǒng)性能和功能等方面都遠(yuǎn)不能滿足學(xué)校的教學(xué)要求,并且無盤系統(tǒng)的服務(wù)器端系統(tǒng)還相當(dāng)復(fù)雜,由此還帶來維護和系統(tǒng)穩(wěn)定性問題!那有沒有同時兼?zhèn)溆斜PPC和無盤PC全部優(yōu)點的系統(tǒng)?
有,那就是創(chuàng)新的革命性產(chǎn)品----DOM電子硬盤系統(tǒng)!
二.DOM電子硬盤系統(tǒng)概述 DOM電子硬盤系統(tǒng)是 以FREE BSD(運行于其他操作系統(tǒng)無法識別的特殊分區(qū)格式)及LINUX(公認(rèn)最高效安全的軟件昂貴操作系統(tǒng))為基礎(chǔ),通過獨有的ENCP虛擬磁盤技術(shù)來進行數(shù)據(jù)傳送,使局域網(wǎng)內(nèi)每臺終端不需硬盤,又能發(fā)揮有盤PC的所有性能,并且免除使用有盤PC過程中的煩惱,例如病毒、升級、維護、使用負(fù)擔(dān)重等。DOM(電子硬盤系統(tǒng)終端)不是傳統(tǒng)的無盤終端;DOM系統(tǒng)在終端運行后使每臺終端都擁有一個真正的實體硬盤,而且可以對終端擁有的實體硬盤進行讀寫、格式化、分區(qū)、甚至Ghost等操作;使得終端在保持和有盤PC功能同等的前提下,實現(xiàn)了終端的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)的集中管理、集中存儲、集中維護等功能。
三、DOM電子硬盤系統(tǒng)工作原理 1.DOM電子硬盤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) DOM電子硬盤系統(tǒng)由三部分組成:管理器端(服務(wù)器)硬盤、工作站端虛擬盤、專用通訊協(xié)議。示意如下: 此主題相關(guān)圖片如下: 
(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖) 2.DOM電子硬盤系統(tǒng)硬盤虛擬方式 管理器存儲空間在使用上分為兩部分 ① 共用部分:該空間存儲如操作系統(tǒng),應(yīng)用程序等用戶所通用的程序。 ② 用戶個人空間:存儲用戶個人文件,個人應(yīng)用程序等個性化的數(shù)據(jù)。 此主題相關(guān)圖片如下:
每個用戶所看到的虛擬本地硬盤實際由兩部分組成:系統(tǒng)共用空間 + 該用戶專用空間。 工作站端也可加裝本地硬盤,同虛擬硬盤配合使用??梢詮腄OM電子硬盤系統(tǒng)引導(dǎo)。
3.DOM電子硬盤系統(tǒng)的工作原理
機器開機時管理器端(服務(wù)器)硬盤與工作站端虛擬盤通過專用的通訊協(xié)議 實現(xiàn)無逢聯(lián)接,數(shù)據(jù)則以磁盤磁道的形式來回傳輸,所以工作站在工作時可以看到一個實體硬盤,是真正意義上的電子硬盤。
四、DOM電子硬盤系統(tǒng)的功用 1、 協(xié)助用戶大大降低電腦軟、硬件設(shè)備采購與系統(tǒng)建置及維護的成本。 2、 資料集中控管及維護,達到更高的資料保密與安全性。 3、 DOM提供完善的系統(tǒng)備份機制,迅速恢復(fù)系統(tǒng)運作,不需另購昂貴的軟、硬件設(shè)備。 4、 DOM擁有即時系統(tǒng)備份與復(fù)原功能,提升設(shè)備使用率,大幅降低MIS人員對系統(tǒng)維護的負(fù)擔(dān)。 5、 符合企業(yè)電腦設(shè)備的六點要求:安裝迅速、擴充容易、兼容廣泛、維護簡單、成本降低、保密安全。
五、DOM電子硬盤系統(tǒng)的特色 1、 性能穩(wěn)定,避免藍(lán)屏,死機,卡機現(xiàn)象:通過特有的虛擬磁盤技術(shù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的讀取,使每臺終端應(yīng)用程序運行速度可以同在物理硬盤運行相媲美,有些應(yīng)用程序甚至比在物理硬盤上運行速度還要快,網(wǎng)絡(luò)突然中斷或者服務(wù)端死機終端可以臨時掛起,網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)連接后終端運行可以繼續(xù); 2、 節(jié)省投資:終端無需硬盤、硬盤保護卡、軟驅(qū)和光驅(qū),一套網(wǎng)絡(luò)幾十臺計算機省下的錢就相當(dāng)可觀。另外對于老網(wǎng)絡(luò)改造,可以直接利用原來的設(shè)備,保護原來的投資。 3、 維護方便:通過對服務(wù)器的管理就可以管理整個網(wǎng)絡(luò)。安裝、升級軟件只需在一臺終端上進行,其它所有終端就都可使用最新軟件。對整個系統(tǒng)的維護事實上只是對服務(wù)器的維護,不需對每臺終端一一處理,使繁重的機器維護量降到最低,大大節(jié)省了人力和時間。 4、 防病毒:使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部感染病毒的概率降低為零。即使終端感染了病毒,對服務(wù)器的映象文件也只是一個普通的文件,服務(wù)端不需殺毒。 5、 可控性與數(shù)據(jù)安全性:可以控制終端私自安裝與辦公無關(guān)的軟件(如游戲、QQ等);保密數(shù)據(jù)就不會通過這些途徑泄漏出去。 6、 磁盤快照技術(shù):磁盤快照技術(shù)把共享的硬盤供每臺終端獨享占有,這樣每臺終端都可以任意讀寫硬盤,添加刪除文件,甚至格式化系統(tǒng)硬盤,下次重新啟動時候自動恢復(fù)到原來的狀態(tài)。 7、 網(wǎng)絡(luò)利用率高:在FREE BSD(運行于其他操作系統(tǒng)無法識別的特殊分區(qū)格式)及以LINUX為基礎(chǔ)的公認(rèn)最高效安全的操作系統(tǒng)的優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)性能及其緩沖性能,可以最大限度發(fā)揮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的潛力。 8、 支持多平臺多操作系統(tǒng):DOM電子硬盤系統(tǒng)支持客戶端為DOS、 Windows 9x/Me/ 2000/XP、 Linux等不同平臺的操作系統(tǒng)。 9、 兼容性能好:DOM終端實現(xiàn)的是一個真正的物理硬盤,從3D網(wǎng)絡(luò)游戲到大型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,所有基于硬盤存儲的應(yīng)用系統(tǒng)都可以非常流暢運行在DOM電子硬盤系統(tǒng)上。 10、省電:一個40G/7200轉(zhuǎn)的硬盤經(jīng)專業(yè)公司反復(fù)測試平均每小時耗電0.48度,一套DOM電子硬盤系統(tǒng)網(wǎng)每月可節(jié)省電費開支的1/3。
六、DOM電子硬盤系統(tǒng)的配置要求 1. 工作站:(每臺工作站需專配一塊“電子硬盤(PCI)卡”) 運行WIN98、WINME配置: P300、32M以上(建議使用較高配置,配置越高,運行速度越快)
運行WIN2000配置: P500、64M以上(建議使用較高配置,配置越高,運行速度越快) 主機的各種配置必須一致,如:主板、顯卡、插槽位置
2. 管理機(服務(wù)器):(每臺服務(wù)器需專配“管理(PCI)卡”、“千兆網(wǎng)(PCI32/64位)卡”各一塊) P4 1.8以上、512M、80G雙硬盤加IDE RAID卡,主板最好有64位PCI插槽
3. 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境:(對運行WIN2000系統(tǒng), 交換機應(yīng)有千兆模塊) WIN98 100M網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 WIN2000 1000M主干(服務(wù)器到交換機等),100M分支
七、DOM電子硬盤系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用 1、 教學(xué)系統(tǒng):教學(xué)樓、電教室的辦公及教學(xué)。 2、 網(wǎng)吧、酒店:可帶VOD點播功能。 3、 政府、銀行、稅務(wù)、郵電、綜合大廳:該系統(tǒng)的特點,也決定其用于政府、銀行、稅務(wù)、郵電、綜合大廳的對外辦公、營業(yè)大廳或內(nèi)部管理的局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 4、 公安、海關(guān)、軍隊部門:正是由于該系統(tǒng)具有靈活的集中式控制和極強的安全保密性,且具有良好的資源共享,因此可用于公安或海關(guān)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、及軍隊的內(nèi)部指揮系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。 5、 民航系統(tǒng):機場值機、內(nèi)部辦公樓、集中式售票大廳
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PIDE硬盤的傳輸模式有以下三種:PIO(Programmed I/O)模式、DMA(Driect Memory Access)模式、Ultra DMA(簡稱UDMA)模式。
PIO(Programmed I/O)模式的最大弊端是耗用極大量的CPU資源。以PIO模式運行的IDE接口,數(shù)據(jù)傳輸率達3.3MB/s(PIO mode 0) -16.6MB/s(PIO mode 4)不等。
PDMA(Direct Memory Access)模式分為Single-Word DMA及Multi-Word DMA兩種。Single-Word DMA模式的最高傳輸率達8.33MB/s,Multi-Word DMA(Double Word)則可達16.66MB/s。
PDMA模式同PIO模式的最大區(qū)別是:DMA模式并不用過分依賴CPU的指令而運行,可達到節(jié)省處理器運行資源的效果。但由于Ultra DMA模式 的出現(xiàn)和快速普及,這兩個模式立即被UDMA所取代。
PUltra DMA模式(簡稱UDMA)是Ultra ATA制式下所引用的一個標(biāo)準(zhǔn),以16-bit Multi-Word DMA模式作為基準(zhǔn)。UDMA其中一個優(yōu)點是它除了擁有DMA模式的優(yōu)點外,更應(yīng)用了CRC(Cyclic Redundancy Check)技術(shù),加強了資料在傳送過程中偵錯及除錯方面的效能。
自Ultra ATA標(biāo)準(zhǔn)推行以來,其接口便應(yīng)用了DDR(Double Data Rate)技術(shù)將傳輸?shù)乃俣忍嵘艘槐?,目前已發(fā)展到Ultra ATA/100了,其傳輸速度高達100MB/s。
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硬盤接口類型
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硬盤接口是硬盤與主機系統(tǒng)間的連接部件,作用是在硬盤緩存和主機內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)。不同的硬盤接口決定著硬盤與計算機之間的連接速度,在整個系統(tǒng)中,硬盤接口的優(yōu)劣直接影響著程序運行快慢和系統(tǒng)性能好壞。從整體的角度上,硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI和光纖通道四種,IDE接口硬盤多用于家用產(chǎn)品中,也部分應(yīng)用于服務(wù)器,SCSI接口的硬盤則主要應(yīng)用于服務(wù)器市場,而光纖通道只在高端服務(wù)器上,價格昂貴。SATA是種新生的硬盤接口類型,還正出于市場普及階段,在家用市場中有著廣泛的前景。在IDE和SCSI的大類別下,又可以分出多種具體的接口類型,又各自擁有不同的技術(shù)規(guī)范,具備不同的傳輸速度,比如ATA100和SATA;Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表著一種具體的硬盤接口,各自的速度差異也較大。
IDE IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”,即“電子集成驅(qū)動器”,它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅(qū)動器。把盤體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤接口的電纜數(shù)目與長度,數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫搅嗽鰪姡脖P制造起來變得更容易,因為硬盤生產(chǎn)廠商不需要再擔(dān)心自己的硬盤是否與其它廠商生產(chǎn)的控制器兼容。對用戶而言,硬盤安裝起來也更為方便。IDE這一接口技術(shù)從誕生至今就一直在不斷發(fā)展,性能也不斷的提高,其擁有的價格低廉、兼容性強的特點,為其造就了其它類型硬盤無法替代的地位。
IDE代表著硬盤的一種類型,但在實際的應(yīng)用中,人們也習(xí)慣用IDE來稱呼最早出現(xiàn)IDE類型硬盤ATA-1,這種類型的接口隨著接口技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)被淘汰了,而其后發(fā)展分支出更多類型的硬盤接口,比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬于IDE硬盤。
SCSI SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface”(小型計算機系統(tǒng)接口),是同IDE(ATA)完全不同的接口,IDE接口是普通PC的標(biāo)準(zhǔn)接口,而SCSI并不是專門為硬盤設(shè)計的接口,是一種廣泛應(yīng)用于小型機上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。SCSI接口具有應(yīng)用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、CPU占用率低,以及熱插拔等優(yōu)點,但較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及,因此SCSI硬盤主要應(yīng)用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。
光纖通道 光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel,和SCIS接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤設(shè)計開發(fā)的接口技術(shù),是專門為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的,但隨著存儲系統(tǒng)對速度的需求,才逐漸應(yīng)用到硬盤系統(tǒng)中。光纖通道硬盤是為提高多硬盤存儲系統(tǒng)的速度和靈活性才開發(fā)的,它的出現(xiàn)大大提高了多硬盤系統(tǒng)的通信速度。光纖通道的主要特性有:熱插拔性、高速帶寬、遠(yuǎn)程連接、連接設(shè)備數(shù)量大等。
光纖通道是為在像服務(wù)器這樣的多硬盤系統(tǒng)環(huán)境而設(shè)計,能滿足高端工作站、服務(wù)器、海量存儲子網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串行數(shù)據(jù)通訊等系統(tǒng)對高數(shù)據(jù)傳輸率的要求。
SATA 使用SATA(Serial ATA)口的硬盤又叫串口硬盤,是未來PC機硬盤的趨勢。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會正式確立了Serial ATA 1.0規(guī)范,2002年,雖然串行ATA的相關(guān)設(shè)備還未正式上市,但Serial ATA委員會已搶先確立了Serial ATA 2.0規(guī)范。Serial ATA采用串行連接方式,串行ATA總線使用嵌入式時鐘信號,具備了更強的糾錯能力,與以往相比其最大的區(qū)別在于能對傳輸指令(不僅僅是數(shù)據(jù))進行檢查,如果發(fā)現(xiàn)錯誤會自動矯正,這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。串行接口還具有結(jié)構(gòu)簡單、支持熱插拔的優(yōu)點。
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支持Serial-ATA技術(shù)的標(biāo)志 |
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主板上的Serial-ATA接口 |
串口硬盤是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤接口類型,由于采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)而知名。相對于并行ATA來說,就具有非常多的優(yōu)勢。首先,Serial ATA以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù),一次只會傳送1位數(shù)據(jù)。這樣能減少SATA接口的針腳數(shù)目,使連接電纜數(shù)目變少,效率也會更高。實際上,Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作,分別用于連接電纜、連接地線、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù),同時這樣的架構(gòu)還能降低系統(tǒng)能耗和減小系統(tǒng)復(fù)雜性。其次,Serial ATA的起點更高、發(fā)展?jié)摿Ω?,Serial ATA 1.0定義的數(shù)據(jù)傳輸率可達150MB/s,這比目前最新的并行ATA(即ATA/133)所能達到133MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率還高,而在Serial ATA 2.0的數(shù)據(jù)傳輸率將達到300MB/s,最終SATA將實現(xiàn)600MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率。
相關(guān)術(shù)語:SATAII接口
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串行ATA也稱作Serial ATA 1.0 作為增強型IDE或并行ATA(如ATA-100)接口的替代規(guī)范是在2001年發(fā)布的。串行ATA控制器可以做成PCI卡或整合到南橋I/O控制芯片里。串行ATA支持所有兼容ATA 或ATAPI的設(shè)備,包括硬盤、磁帶機、CD、DVD及其他光學(xué)驅(qū)動器。
串行ATA在7針接口上以1500MHz的時鐘頻率傳輸速率可以達到150MB/s或1.5Gb/s。即將發(fā)布的規(guī)范定義了300MB/s(3000MHz時鐘)以及600MB/s(6000MHz時鐘)的傳輸速率。
串行ATA在軟件上100%兼容現(xiàn)有的ATA協(xié)議,當(dāng)前的操作系統(tǒng)不需要做改動或添加新的驅(qū)動程序就可以快速應(yīng)用串行ATA。
串行ATA用最大長度是一米的電纜連接機箱內(nèi)部的驅(qū)動器。這種電纜要比EIDE電纜窄,所以其更小更靈活。較小的電纜使得機箱內(nèi)部通風(fēng)更好,便于拆卸,同時也更美觀。
為了提升性能和可靠性,串行ATA用點到點連接取代了ATA和SCSI并行界面那種近似共享式的連接。每個串行ATA控制器端口僅能連接一個設(shè)備;也就是說通過該端口的控制器僅能同指定的設(shè)備通信。因為總線沒有共享,每個設(shè)備可以在任何時刻與系統(tǒng)直接通信。其結(jié)果是整個接口的有效帶寬給了一個設(shè)備。這種連接方式在建立時沒有象共享總線拓?fù)淠菢拥闹俨醚舆t。在典型的ATA系統(tǒng)中增加一塊硬盤后整個系統(tǒng)的吞吐量的增加會小于這塊硬盤的吞吐量。而在串行ATA系統(tǒng)中每塊加入的硬盤都能提供其最大吞吐量。點到點連接提供的另一個好處就是配置更加簡化,令系統(tǒng)設(shè)置工作簡單快速而且成本低廉。
為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃源蠥TA提供了循環(huán)冗余校驗(CRC)進行錯誤檢測。
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單片機、嵌入式和X86——工控與計算機專欄之一
在工業(yè)控制的應(yīng)用場合,歷來有把嵌入式同X86的PC機對立的習(xí)慣性思維。是的,把計算機做進產(chǎn)品一起賣掉,嵌入式,尤其是用廉價的單片機,成本最低。
可是,成本還要包括硬件的系統(tǒng)集成(包括電源、外設(shè)),軟件(系統(tǒng)和應(yīng)用軟件)。這樣算,就要找現(xiàn)成的開發(fā)平臺。國內(nèi)早期單片機之所以能替代北工大行銷多年的TP-801單板機,重要的是,有人,如江蘇啟東搞出了硬件的開發(fā)平臺。接著,又做了配套的軟件:監(jiān)控和高級語言,甚至一些常用的程序庫。
后來流行了單片機,現(xiàn)在又有嵌入式ARM,就是試圖在不同的硬件(CPU指令系統(tǒng)不同)之上,規(guī)范出硬件抽象層HAL(Hardware Abstraction Layer)上,搭建包括設(shè)備驅(qū)動的板級支持包BSP(Board Support Package),再提供實時操作系統(tǒng)RTOS,以及應(yīng)用程序接口API,來支持用戶的開發(fā)。人們把ARM看作手臂,幫助較快實現(xiàn)新產(chǎn)品的研發(fā)。假使別人真的明白ARM是先進的RISC機器的簡稱,RISC是什么?反而會把許多不搞計算機體系結(jié)構(gòu)、只搞工控的朋友搞糊涂的。包括對于RTOS,純學(xué)自動化搞工控的,許多人也不熟悉。
所以,懂計算機體系結(jié)構(gòu),善于從硬軟件兩方面結(jié)合,兩手都硬的朋友,從微芯片下手做產(chǎn)品,可以大大降低成本。那么,要我們這些專業(yè)搞計算機的人有什么用呢?我們就要為搞工控的專家們,提供越來越方便的嵌入式的開發(fā)平臺。這也是計算機輔助設(shè)計CAD。不過,國內(nèi)很多人以為CAD就是輔助搞機械的做三維或平面視圖的機械設(shè)計。

從單片機MCU、EDSP到SoC(System on a Chip)開始,看到Intel的48、51、96到196/296自然還有最早的F8、MC68010/68300等等,現(xiàn)在還流行三星、菲力浦等嵌入式的芯片,這幾代硬件到今后價格極低廉的SoC,硬件成本低廉,自然就有系統(tǒng)要自己設(shè)計的難題,嵌入式應(yīng)用的最大問題,在于要做硬件設(shè)計、測試,系統(tǒng)軟件和應(yīng)用程序的代碼編程、調(diào)試。于是,人們很早就嘗試把單片機的計算機輔助設(shè)計用來簡化系統(tǒng)的生成與調(diào)試。
應(yīng)用的主要技術(shù)路線是用一個母機(上位機)和被開發(fā)的子機(下位機)做通信聯(lián)系,在母機中利用諸如PC機這樣豐富的資源,做開發(fā)調(diào)試,語言上盡可能給用戶以高級的非匯編語言來編程,加上API的支持,是縮短了研發(fā)的時間;最好的是母機本身就是一個仿真系統(tǒng),直接有接口去插入下位機的CPU插槽,可以單步跟蹤調(diào)試需要嵌入產(chǎn)品的計算機。這里就舉一個利用計算機輔助的仿真系統(tǒng),在工業(yè)現(xiàn)場的例子。
1985年6月26日,在洛陽玻璃廠原料車間,當(dāng)時引進德國的多處理器實時操作系統(tǒng)的原料配料計算機控制系統(tǒng)(五個8085A的CPU,還有一個用STEP5語言的PLC),在投產(chǎn)前測試中,就是用一個這樣的仿真系統(tǒng),能夠把仿真8085ACPU的部件插入下位機的CPU槽位里,仔細(xì)跟蹤程序運行,定位軟硬件故障。只用一個上午,就把故障完全確定了。它幫助我可以定位到端口,所以,可以找出故障的板卡和具體的芯片。下午,只更換了幾個芯片,故障就全部排除,完成了七一投產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作。
所以,在做工業(yè)控制項目,采用嵌入式計算機,就要從容易實現(xiàn)現(xiàn)場故障排除,它有沒有計算機的輔助,應(yīng)該是從事工業(yè)控制項目中選擇計算機時的一個重要的考慮因素。
單是考慮大批量的產(chǎn)品需求、加上有小體積、低功耗的限制,人們無疑會選單片機的,雖然,它的開發(fā)需要自己做硬件的PCB板子,全部軟件要自己精心去設(shè)計,但是,為這類大批量的產(chǎn)品去做開頭難度較大的硬軟件設(shè)計,包括用ARM的體系結(jié)構(gòu)去做,一勞永逸是值得的。成功的例子,最明顯就是在電腦市場上大量熱銷的MP3、PDA掌上機、電子詞典、MP4、新款帶多媒體的手機等等近三年的數(shù)碼產(chǎn)品。里面的單片機幾乎都是RISC(精簡指令系統(tǒng)計算機)的CPU哦,甚至在音頻、視頻需要數(shù)碼處理,而大量用了雙CPU(MCU+DSP)[見下圖]。
可是,工業(yè)控制的項目,一個現(xiàn)場有一種不同的工藝或設(shè)備的要求,不如用上手快的X86系統(tǒng),它現(xiàn)在有各種方便于上下位計算機通信的接口和軟件,可以利用的資源豐富,它易于國內(nèi)許多學(xué)過X86的人上手,易于向熟悉X86(PC機)的用戶交接,便于他們自己早日學(xué)會去維護。只要是工業(yè)級的板卡,在穩(wěn)定性和抗干擾方面,由專門做工業(yè)級板卡廠商的正規(guī)產(chǎn)品,后期維護的麻煩絕對很少。比如,我和伙伴一起選用這種硬件系統(tǒng)的水泥廠偏火控制,歷次現(xiàn)場報急,要求去人,三次有三次全部不是我選擇的計算機硬件、研發(fā)的軟件出問題,不光是計算機選型。而且,包括機箱有空氣過濾保持主機內(nèi)微正壓,鍵盤防水、防灰等多種措施,合同保質(zhì)期內(nèi),一直良好。
X86系統(tǒng),說白了,就是充分利用PC的資源優(yōu)勢做開發(fā)、做移交、做服務(wù)。所以,在項目和工程的研發(fā)上,可以選擇X86的系統(tǒng)。人們以為X86就是Intel的CPU,其實,還有AMD、VIA(威盛,包括他合并的IDT),去年,我曾經(jīng)測試了一個ARBOR用Transmeta的CPU做的X86的主板,檢查它的X86兼容性,看看原來做車載PC的兩個GIS(支持GPS做語音導(dǎo)航的地理信息系統(tǒng))軟件在上面跑的如何,這顆發(fā)熱僅3、4瓦的CPU,還真的可以。自然,還得用BSWinStone做了辦公軟件、和CCWinStone多媒體應(yīng)用的兼容性測試,也是合格的。這顆CPU是用RISC技術(shù),實現(xiàn)和X86兼容的,它的功能完全就像一臺PC的表現(xiàn)。功耗卻大大降低了。
用于工業(yè)控制項目的研發(fā)周期,對于研發(fā)人員的門檻高低,都關(guān)系到產(chǎn)品的成本。所以,應(yīng)當(dāng)考慮支持它的平臺資源是否多。而且,要易于上手,今后方便交接給最終用戶去維護,X86真的是一種便捷的方案。