x86嵌入式处理器应用及特性需求(上).doc

x86嵌入式處理器應用及特性需求(上)從過往投報率的少量多樣　到今日的百花齊放 （郭長祐／DigiT） 2005/01/10 ? 　前言：　x86硬體何時開始有嵌入化發展的趨勢？大體自1996年開始，原因在於Intel的Pentium處理器取得PC市場近80%的佔有率時，迫使x86相容處理器的業者開始思索其他的發展出路。　x86跨進嵌入領域應用，並非與原有的嵌入式市場爭搶地盤，例如許多雷射印表機使用AMD 29000處理器，或者許多網路交換器使用MIPS核心處理器，或磁碟陣列卡使用Intel i960的I/O處理器，在這些既有領域中x86處理器皆無切入優勢，x86處理器的嵌入式應用多半是在新轉化型態的硬體上有所發揮。　雖然這些新型態的硬體有創新性也有風險性，且初期的晶片用量不大，少量多樣的特性使主流晶片業者認為其投資報酬率不夠吸引人。然經過多年的艱辛耕耘，如今x86嵌入式領域已經不再能小覷。因此，本次技術IT專題報導，將逐一展列各種x86硬體的衍生性嵌入式運用，並對應解說其常用的嵌入式處理器，及該應用的特性需求與工程設計時的選用注意。　銷售點終端機POS（Point Of Sale）、資訊亭（KIOSK）　POS或POS Terminal講來太學名，其實俗名就是「收銀機」。要一部x86 PC扮演收銀機的角色相當容易，只要將其執行應用加以純化，並將不必要的按鍵、畫面等相關介面去除即可。　此類型的嵌入式應用只有一個訴求：便宜，至於體積、用電、效率等要求都相當寬鬆。過去1998年NS/Cyrix的MediaGX處理器便獲得Siemens Nixdorf公司的採用，用於其Beetle POS系統中。而IBM的SurePOS 4694系列收銀機則是用VIA威盛電子的C3處理器。此外日本SHARP夏普的POS收銀機、南韓Wiseware的POS收銀機也都採用VIA C3。　類似的，KIOSK（法語，國內翻譯成：資訊亭）也與POS的要求類似，KIOSK雖設置於開放的公眾場合（如國內便利商店內設置的：X媒體），但其用電、體積、效率也一樣可寬鬆設計，因此CPU成本是最重要的考量因素，且POS/KIOSK市場的CPU用量低於PC，因此供量上也多半能因應。　精簡型電腦（Thin Client；TC）、智慧型顯示器（Smart Display）　1996年由Oracle執行長Larry Ellison提出的網路電腦（Network Computer；NC），啟發了之後PC的減肥、簡化主義，也加速刺激視窗終端機（Windows-Based Terminal；WBT，或直接稱：Windows Terminal）的出現。然細究其技術本質，TC僅是傳統文數型終端機的進化，強化了人機介面的互動性，從純鍵盤輸入上多增加了滑鼠的指標性輸入，輸出則從文字、數字提升成圖像呈現，因此也有人稱其為智慧型終端機（Smart Terminal）。　最初的WBT（雛形品約在1996年，量產商品約在1997年）在CPU上幾乎都採用NS Geode處理器（前身為Cyrix的MediaGX處理器），韌體上多採行Windows CE，然在WBT的技術逐漸成熟後，其替代的方案也逐漸增多，如2001年國內的平成電子（HEISEI）的HT-105型WBT，便使用HITACHI（今日為：瑞薩Renesas）的SuperH-3（簡稱：SH-3）處理器，此外韌體方面也可改換成Linux。　附註：1997年NS收併Cyrix，取得6x86MX部門與MediaGX部門，之後6x86MX部門改名MII部門，並於1999年售予VIA，而MediaGX改名為Geode，於2003年9月售予AMD。　更進一步的，TC/WBT也從固接用拓展至行動用，Microsoft即提出無線型WBT，用無線通訊取代實體網路，用手寫取代鍵盤滑鼠，並稱為智慧型顯示器（Smart Display），轉成無線化後TC/WBT就必須更注重省電性與體積，因此除了用更省電的Geode SC3200處理器外，亦有業者採用Intel XScale PXA250處理器，但這已不是x86架構的CPU。　另外非Windows架構的TC，如Sun於1999年提出的Sun Ray系列，即是用自家的SPARC處理器（MicroSPARC-IIep），也非使用x86 CPU。　整體而言，TC用的CPU不需很高的效能，但其先決條件是不需風扇也能穩定工作（完全無散熱設計，或至多使用散熱片，Heat Sink），以此為基礎後，則三種取向的TC還各自有其特性講究，如高階型TC較強調效能（如使用VIA的Eden ESP5000），無線型TC則講究體積整合性與省電，基本型TC則幾乎全然取捨於價