提到Arm，很多人馬上會(huì)想起它以IP技術(shù)授權(quán)起家，不斷深耕處理器運(yùn)算及聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，持續(xù)開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新的指令集與微架構(gòu)。Arm在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域由微至巨，從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、服務(wù)器到車(chē)聯(lián)網(wǎng)，目前全球高達(dá)1,300億顆處理器芯片的都來(lái)自Arm。

實(shí)際上，Arm除了攻克智能手機(jī)外，現(xiàn)在更是把涉足領(lǐng)域跨到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，近年的系列產(chǎn)品方案都在朝向同一個(gè)目標(biāo)：2035年實(shí)現(xiàn)全球一萬(wàn)億設(shè)備互聯(lián)的宏偉愿景！萬(wàn)億設(shè)備互聯(lián)數(shù)字驚人，事實(shí)上Arm早十年前就鴨子劃水，全面啟動(dòng)打造物聯(lián)網(wǎng)“超級(jí)戰(zhàn)隊(duì)”。

Arm化身航空母艦

耗費(fèi)十年計(jì)劃打造物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)隊(duì)

本文作為三部曲首發(fā)，主要聚焦探討「DesignStart」這項(xiàng)方案內(nèi)涵及近期策略，而后的第二曲「Pelion」及最終曲「Neoverse」，象征著Arm“物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)隊(duì)”的超級(jí)計(jì)劃。DesignStart項(xiàng)目主要通過(guò)釋出IP架構(gòu)，讓有意投入物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)商，可以使用FPGA開(kāi)發(fā)板做芯片原型開(kāi)發(fā)。

而Arm就像一艘技術(shù)領(lǐng)先、資源完備、伙伴多元的航空母艦，新創(chuàng)小飛機(jī)可以駐足在母艦的基地上，使用內(nèi)部免費(fèi)授權(quán)工具（也就是提供低成本、快速取得的Arm Cortex-A與Cortex-M等CPU IP授權(quán)方案），搭建出屬于自己特色的戰(zhàn)機(jī)。而Arm生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴廠商同樣駐點(diǎn)在母艦，累積成資源龐大的戰(zhàn)隊(duì)，各家戰(zhàn)機(jī)可擷取自己所需的資源。

▲Arm打造物聯(lián)網(wǎng)超級(jí)戰(zhàn)隊(duì)，以「DesignStart」項(xiàng)目方案打頭陣

你可能會(huì)問(wèn)，從傳感器、智能手機(jī)到超級(jí)計(jì)算，全球超過(guò)70%人口正在使用Arm的技術(shù)，身為技術(shù)龍頭為何要造福大家？因?yàn)锳rm的品牌精神，就是用獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷技術(shù)，協(xié)助伙伴持續(xù)在開(kāi)發(fā)應(yīng)用突破創(chuàng)新。

盡管物聯(lián)網(wǎng)已成風(fēng)潮，但技術(shù)從硬體到軟體仍有門(mén)檻。所以Arm這艘航空母艦讓開(kāi)發(fā)者在進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，能夠用更低成本、更有效率的模式，推出更有競(jìng)爭(zhēng)力的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備方案。

互聯(lián)設(shè)備從一億臺(tái)到萬(wàn)億臺(tái)

降低技術(shù)門(mén)檻才能“打群架”

正因?yàn)锳rm及軟銀(Softbank)看好到2035年之際，全球的互聯(lián)設(shè)備數(shù)量將突破萬(wàn)億，屆時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)力將重新定義所有行業(yè)。而要達(dá)到萬(wàn)億設(shè)備互聯(lián)這一規(guī)模的愿景之前，Arm將驅(qū)動(dòng)更多技術(shù)變革促使市場(chǎng)成長(zhǎng)，包含持續(xù)擴(kuò)展免預(yù)付授權(quán)費(fèi)用的DesignStart項(xiàng)目，以及后續(xù)文章將介紹的「Pelion」及「Neoverse」方案。

互聯(lián)設(shè)備的應(yīng)用市場(chǎng)之所以能取得突破，除了處理器計(jì)算性能的突破之外，5G的商用化同樣可以加速世界邁向全聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。根據(jù)意法半導(dǎo)體(ST Microelectronics)過(guò)去的統(tǒng)計(jì)，2003年全球連網(wǎng)設(shè)備數(shù)僅5億。到了2008年，物聯(lián)網(wǎng)被主流媒體關(guān)注，加上移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用遍地開(kāi)花，這一年，連網(wǎng)設(shè)備數(shù)量正式超越全球人口數(shù)。

▲Arm及軟銀(Softbank)目標(biāo)2035年實(shí)現(xiàn)萬(wàn)億設(shè)備互聯(lián)

隔了將近十年后，市調(diào)研究公司Strategy Analytics調(diào)查2017年全球已經(jīng)有200億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部署于全球。到2020年，各家公司預(yù)估IoT設(shè)備數(shù)量將在300～500億個(gè)之間。如果以300億的保守估計(jì)，相當(dāng)于地球人口平均每人擁有超過(guò)3個(gè)連網(wǎng)設(shè)備。

換句話說(shuō)，在未來(lái)15年內(nèi)，Arm將繼續(xù)扮演技術(shù)推手，提供更低功耗、計(jì)算性能更高、更安全連接防護(hù)的技術(shù)方案，而且不斷嘗試與跨業(yè)廠商進(jìn)行合作，才能加速萬(wàn)億物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的成長(zhǎng)。

先知卓見(jiàn)的戰(zhàn)略計(jì)劃

DesignStart為何如此受歡迎？

DesignStart究竟是什么樣的項(xiàng)目？回溯至2010年，Arm開(kāi)始提供技術(shù)專(zhuān)利快速授權(quán)，而到2015年正式加入旗下產(chǎn)品Cortex-M0的授權(quán)，免費(fèi)提供Cortex-M0 IP給開(kāi)發(fā)者。所以采用此架構(gòu)的開(kāi)發(fā)者可用較低的成本，及易用工具進(jìn)行評(píng)估與測(cè)試，不僅降低開(kāi)發(fā)者的成本風(fēng)險(xiǎn)，更讓嵌入式設(shè)備以及更多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用加入Arm的處理器技術(shù)。

▲DesignStart項(xiàng)目自2010展開(kāi)，到明年將邁向第十年

接著Arm又推出Cortex-M3架構(gòu)設(shè)計(jì)，讓數(shù)位或類(lèi)比特定技術(shù)或需多個(gè)芯片達(dá)到其功能的新創(chuàng)公司或特殊屬性企業(yè)，可利用 DesignStart做小規(guī)模的芯片生產(chǎn)測(cè)試。這一波成績(jī)讓各領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)者，開(kāi)發(fā)出智能互聯(lián)設(shè)備、IoT節(jié)點(diǎn)、航太應(yīng)用等芯片。聯(lián)網(wǎng)芯片從開(kāi)發(fā)、原型到量產(chǎn)，DesignStart堪稱是一站式服務(wù)。

作為新創(chuàng)公司，移芯科技是Arm Design Start項(xiàng)目在中國(guó)的首批合作伙伴，他們有經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)眼光獨(dú)到，加入了Arm Design Start項(xiàng)目，免費(fèi)獲得Arm Cortex-M3的IP，同時(shí)也就意味著得到了整條產(chǎn)業(yè)上下游的生態(tài)系統(tǒng)（Ecosystem）的支持，從設(shè)計(jì)到流片，大大減少了工作時(shí)間，也節(jié)約了大量的經(jīng)費(fèi)，作為初創(chuàng)型公司，這兩點(diǎn)是他們甩開(kāi)其他同類(lèi)型創(chuàng)業(yè)者的絕招。

除了架構(gòu)授權(quán)，Arm提供的資源當(dāng)然不僅于此。Arm一方面攜手 EDA 廠商、半導(dǎo)體廠商，協(xié)助開(kāi)發(fā)者做生產(chǎn)最佳化，另一邊還提供軟件、子系統(tǒng)授權(quán)、設(shè)計(jì)咨詢等服務(wù)。意味著這艘航空母艦從評(píng)估、咨詢、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、生產(chǎn)、軟體系統(tǒng)，包含了所有完整的后續(xù)服務(wù)。

進(jìn)化版DesignStart項(xiàng)目

結(jié)盟Xilinx開(kāi)創(chuàng)FPGA新設(shè)計(jì)可能

DesignStart項(xiàng)目執(zhí)行至今尚未結(jié)束，甚至去年持續(xù)進(jìn)化，推出更多嶄新的授權(quán)應(yīng)用，其中又以FPGA及SoC兩項(xiàng)芯片最受矚目。Arm與Xilinx公司攜手，針對(duì)Cortex-M處理器提供免授權(quán)費(fèi)用，讓開(kāi)發(fā)者在單一處理器架構(gòu)，展示異構(gòu)化運(yùn)算的優(yōu)點(diǎn)，處理任務(wù)分派給適合的運(yùn)算引擎，將更多Cortex-M優(yōu)勢(shì)注入到現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)領(lǐng)域，因而開(kāi)發(fā)更精密的產(chǎn)品。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016至2022年間FPGA及可編程邏輯元件(Programmable Logic Devices)芯片出貨量估計(jì)達(dá)七億，成長(zhǎng)率74%。OEM廠商如何用更少的投資開(kāi)發(fā)出更具彈性的設(shè)計(jì)，DesignStart讓廠商可以快速取得處理器IP，同時(shí)通過(guò)Xilinx軟件開(kāi)發(fā)方案，完成設(shè)計(jì)整合以加快在FPGA上開(kāi)發(fā)腳步。

▲Arm結(jié)盟Xilinx開(kāi)創(chuàng)FPGA的設(shè)計(jì)多元性

過(guò)去一年內(nèi)內(nèi)，這項(xiàng)原型方案被下載超過(guò)3,000次，由DesignStart申請(qǐng)Arm處理器商業(yè)授權(quán)的客戶超過(guò)300家。在FPGA芯片的開(kāi)發(fā)上，Arm提供「最多的選擇與彈性」「整合設(shè)計(jì)更容易」「降低軟件開(kāi)發(fā)成本」「縮短產(chǎn)品上市時(shí)程」等優(yōu)勢(shì)，的確讓產(chǎn)品制造商在FPGA上創(chuàng)造了更多應(yīng)用最佳化與定制化的設(shè)計(jì)，進(jìn)而建立起自身的差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

聚焦SoC加入Cortex-A5授權(quán)

加速嵌入式芯片創(chuàng)新

為滿足開(kāi)發(fā)人員在高級(jí)設(shè)計(jì)中能夠輕松訪問(wèn)支持Linux的Arm處理器的需求，Arm對(duì)DesignStart項(xiàng)目進(jìn)行了擴(kuò)展，將其功耗最低、面積效率最高的應(yīng)用處理器Cortex-A5納入該項(xiàng)目。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)可借由「富嵌入式處理」達(dá)到差異化功能，讓開(kāi)發(fā)廠商轉(zhuǎn)向特殊應(yīng)用IC滿足產(chǎn)品功能需求。

現(xiàn)今因聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品延伸到智能網(wǎng)關(guān)、醫(yī)療、智能家居及工業(yè)等多元市場(chǎng)，這也加速富嵌入式及物聯(lián)網(wǎng)SoC設(shè)計(jì)進(jìn)程。VDC 的2016 年報(bào)告顯示，目前業(yè)界在CPU與SoC的嵌入式產(chǎn)品使用量，70％的富嵌入式設(shè)備都基于Arm。目前全球采用Cortex-M0及Cortex-M3為主流的 SoC 芯片處理器數(shù)量，已超過(guò)280億個(gè)。

此外，目前業(yè)界達(dá)82%的開(kāi)發(fā)者首先考慮Linux與Android系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，Arm是嵌入式Linux和Android系統(tǒng)的主要架構(gòu)，基于Arm架構(gòu)運(yùn)行的Linux項(xiàng)目已達(dá)到數(shù)百個(gè)。Linaro通過(guò)與Arm攜手，雙方已聯(lián)合成為L(zhǎng)inux內(nèi)核的前三大貢獻(xiàn)者之一。由于基于Arm的可立即運(yùn)行操作系統(tǒng)、中間件、編解碼器和應(yīng)用程序十分豐富，基于Arm 架構(gòu)的Linux在項(xiàng)目進(jìn)度表和成本方面帶來(lái)的積極影響不容小覷。通過(guò)選擇Arm，單單在軟件開(kāi)發(fā)這一項(xiàng)，開(kāi)發(fā)人員就可以節(jié)省大量的成本。

未完待續(xù)…

從Xilinx FPGA免授權(quán)費(fèi)方案到進(jìn)一步的Cortex-A5，都可看出Arm致力支持嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，迎合蓬勃市場(chǎng)的多元化需求。Arm領(lǐng)航的物聯(lián)網(wǎng)超級(jí)戰(zhàn)隊(duì)，除了DesignStart十年計(jì)劃作為IP技術(shù)授權(quán)及合作之外，在其他物聯(lián)網(wǎng)周邊技術(shù)的布局遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅于此。

究竟Arm這艘航空母艦內(nèi)還藏有哪些秘密？讓我們?cè)诤竺娴膱?bào)道中逐一揭開(kāi)神秘的面紗吧。