研华新一代RISC平台

　　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：
　　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。
　　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。
　　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：

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。

　

　　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：
　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。
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。
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

　研华提供RISC单板计算机给用户简易整合到其产品中去，研华在开发单板计算机时，以三点为最主要设计考虑：

产品的大小。我们尽可能的缩小产品的尺寸，以让客户能轻易的整合入他的机构内。
宽温设计。从开发设计时就考虑到-40℃到85℃的工作环境温度，提高产品的本身质量和可信赖度。
丰富的I/O。5个UART、4个USB、Ethernet、LCD/Touch/Audio Interface、及SPI/I2C/GPIO 可让使用者减少再自行扩充的需求。再搭配上2W低功耗及图像处理、2D/3D 的支持，使用者可以将此RISC单版计算机广泛的应用在人机界面、建筑/工厂机电控制、Digital Signage、POS或者是使用环璄更为苛刻的如车载、航海仪器内。

3.完整的客制化服务

　　研华除了提供标准产品之外，更进一步的提供以下设计协助服务。第一种是协助客户设计符合其系统产品的载板来搭配我们的RISC计算机模块。我们称之为Design-In Services。我们的服务内容有:
1) 产品规格协助确认服务 Spec Define/Review Consultant Service
2) 相关设计数据提供 Design Documentation Release
3) 设计线路图检查服务 Schematic Review Service
4) 布线图检查服务 Layout Review Service
5) 软件整合服务 S/W Integration Service
6) 产品除错服务 Product Debugging Service
7) 系统整合信息服务 System Integration Consultant Service
8) 量产服务 Production Service

　　研华最大的宗旨就是协助客户。这也完全符合研华的核心价值观——客户成功，同人成就。
　　除此之外，亦可选用研华更完整的客制化服务。从系统规格订定到产品开发量产，研华在产品规划、设计、生产、质量控制、管理系统皆提供完善的各种产业标准来符合使用者的需求。这其中更是集结了研华近三十年的产业经验来满足各种不同应用在质量、价格、时间上的需求。

研华RISC平台产品的优势
 

设计&选料

　　研华拥有一支经验丰富的研发团队，在设计部分，会充分考虑到稳定性方面的问题。并且在layout的时候也会有丰富经验积累的工程师亲自操刀。在信号走线方面会充分考虑电磁干扰等因素。保障产品在设计阶段的严整性。

　　研华工程师在设计选料的时候，用到的料件也都是研华元器件库里面的，供应厂家不论在品质质量还是供货周期方面都非常有保障。并且这些元器件都是经过充分验证的，保障每一颗料件都不会出现问题。

生产&测试&认证
　　研华拥有自己的工厂，在工厂的管控方面有严格的把握。并且在生产完成后的测试阶段也有完善的测试流程。让我们的每一片产品都在高低温、湿度、振动、跌落等模拟严苛环境条件下，进行长期、反复的测试。并且通过一系列的国际认证。

宽温&宽压&全工业级
　　RISC产品温度范围有0~60、-20~80、-40~85℃三种。并且所有的产品也都能满足10~28V的宽压输出。所有的元器件及生产测试都是按照全工业级的标准来进行。

芯片原厂紧密合作
　　研华是Freescale在工业嵌入式应用的唯一合作伙伴。并且是TI OMAP35x系列芯片最早拿到样品并进行开发的厂家，帮TI解决了此系列芯片的所有Bug。并且研华在嵌入式领域的领先地位，能有效的得到原厂强有力的支持，这样就可以保障我们产品在硬件及软件方面的稳定性。并且原厂承诺研华主芯片的供货时间达到10年以上，这样就强有力的保障了我们的RISC产品达到7年以上的供货周期。

　　目前研华内外部已经有了许多RISC核心的产品在不同市场应用上。如工业控制、煤炭、医疗、车载、交通及医疗等应用。更多详情请点击：www.advantech.com.cn/risc

　　关于嵌入式核心服务 – 研华嵌入式核心服务提供以设计为导向的整合服务，这些高效率的解决方案整合嵌入式板卡、周边模块及软件，研华相信专注于嵌入式设计服务，可在设计开发阶段就完成电子工程的相关需求，并缩短设计与整合的周期、大幅降低产品开发的不确定性与风险，加快产品上市时间。www.advantech.tw/EmbCore

关于研华
　　自1983年创立以来，研华是提供ePlatform服务的全球领导厂商，与系统整合商紧密合作，提供众多应用而提供完善解决方案。研华同时也是Intel嵌入式与通讯联盟 (Embedded & Communications Alliance) Premier Member。通过与解决方案伙伴的密切合作，我们能够为各种工业应用提供完整的解决方案。研华的产品和解决方案涵盖3个领域：嵌入式计算机平台事业群 (Embedded ePlatform Organization)、服务应用计算机事业群(eServices & Applied Computing Group)以及工业自动化事业群 (Industrial Automation Group)。研华拥有3600多名专职员工，在18个国家、39个主要城市之间形成了一个广泛的技术支持和营销网络，因此可以为全球的客户提供快速的上市服务。更多信息，请查询www.advantech.com