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工业控制器的RISC体系与CISC体系之争

2012-10-17 09:18
雷本祖
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  在工业控制器CPU领域的RISC体系与CISC体系之争中,RISC体系具有压倒性优势。从RISC体系主流的ARM架构和CISC体系主流的X86架构对比来看,ARM架构的优势主要在于两点:低价与低耗。gongkong市场研究对纯正血统的X86架构微处理器Pentium奔腾系列、ATOM凌动系列,与ARM家族的ARM7、ARM9、ARM11等进行了对比。

  首先,ARM微处理器自研发之初就是面向低预算市场设计的一款RISC微处理器。ARM基本是32位单片机的行业标准,约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额。ARM主板的购买成本比X86架构的主板要低。再加上所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行,可以有效地缩短应用程序开发与测试的时间,降低了研发费用。

  其次,为了满足控制器的需求,微处理器中需要不断加入指令集,使得处理器日益庞大,但每个指令集用到的频率差别也很大,许多指令到后来已经用的相当少,甚至可以被新的指令所取代。而ARM架构大幅简化构架,仅保留所需的指令,可以让整个处理器更为简化,拥有体积小、效能高的特性。由于ARM的核心架构简单,其核心负担相较传统X86处理器低许多。ARM低至1W的功耗能使主板保持常温,可以常年累月地在工业现场保持开机工作而且基本上不需要维护。由于功能单一,ARM主板的开机速度也非常快,一般只要几秒就可以了。

  而X86架构相较于ARM架构的主板优势在于功能的多样性和扩展的灵活性,X86对特种需求的延伸性也比ARM架构的主板更强。在工业控制等传统领域,更加人性化的交互界面和更强的扩展能力发展需求也需要X86架构CPU的支持。

  虽然目前ARM有着X86架构所无法取代的优势,即低成本、低功耗,在一些功能长期固定而购买成本比较敏感的领域,ARM主板相对于X86主板拥有绝对的优势。但是RISC没有垄断工业控制器的体系结构全部市场的可能性。工业控制器的CPU体系还是高度分散的,留给CISC的发展余地仍然很大。市场研究认为,较短时期内X86架构芯片在工业处理器领域的增长仍将主要依赖于大中型PLC销量的增加。依靠新产品的推广带来的市场受到国内经济环境、行政性导向项目市场等多方面因素的影响,所占比例较小。随着工业市场逐渐稳定增长,基于X86架构PLC的增长会保持略高于整体PLC市场增长的水平。

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