跻身Android Wear生态MIPS处理器圈地穿戴市场

Imagination近期不仅成为Google Android Wear作业系统生态圈中，唯一的处理器矽智财(IP)供应商，更与北京君正等处理器业者，合作推出穿戴式装置参考设计平台，因而让MIPS架构处理器顺利搭上Android Wear首波产品开发热潮。

继x86、安谋国际(ARM)处理器架构之后，MIPS核心处理器近日也开始在穿戴式装置市场攻城掠地，且相关参考设计平台(Reference Design Platform)亦相继问世，为穿戴式装置开发商增添新的处理器架构选择。  
事实上，在穿戴式装置市场萌芽之初，德州仪器(TI)、瑞芯微、新唐科技等处理器厂商已发布过相关硬体开发板，而在今年的消费性电子展(CES)中，飞思卡尔(Freescale)更进一步展出硬体支援更为完整的WaRP平台(Wearable Reference Platform)，让任何对穿戴式装置有兴趣的开发者都能利用WaRP及相应的开放原始码(Open Source)软体来设计产品。  

除飞思卡尔之外，英特尔(Intel)亦于CES展中针对穿戴式装置发布仅有一张SD记忆卡大小的超微型运算装置--Edison。也因此，截至目前，穿戴式市场处理器架构多半系ARM与x86架构为主。不过，在日前Google针对穿戴式装置推出首款专用作业系统(OS)--Android Wear后，此一市场局面已然开始转变。  

在Google首波公布的Android Wear生态系统名单中(图1)，Imagination是唯一的IP供应商，因而让该公司旗下的MIPS处理器架构得以和Android Wear有更紧密的搭配，并抢得穿戴式市场有利发展位置，可望与ARM及x86架构处理器相互争锋。  


图1　Android Wear生态圈　资料来源：Imagination
据悉，Google希望Android Wear平台在2014年底前能正式商用，因此目前已推出部分开发工具与应用程式介面(API)，并成立专属工作团队来推广Android Wear作业系统，协助Android Wear生态圈内的开发商能快速推出搭载此作业系统的穿戴式装置。  


图2　Imagination行销执行副总裁Tony King-Smith表示，Imagination目前亦正积极开发一系列的IP参考应用平台和设计方法。
Imagination行销执行副总裁Tony King-Smith(图2)表示，该公司已将中央处理器(CPU)核心--MIPS、绘图处理器(GPU)核心—PowerVR，以及无线电处理器(RPU)核心--Ensigma，皆列入未来原生支援Android Wear系统的产品开发蓝图中；而为加速穿戴式装置上市时程，也与晶片商积极合作推出基于MIPS核心的参考设计方案及各种硬体平台，以抢夺穿戴式装置市场先机。  

Imagination携手晶片商　抢食穿戴式大饼

King-Smith进一步指出，参考设计平台可以让开发商快速建立产品原型(Prototype)以及测试核心功能，预防产品在进入大量生产之前，遇到任何可能的潜在问题。尤其在如穿戴式装置等新兴市场，由于各家厂商都仍在适应及验证新型设计、标准和规范阶段，因此系统单晶片(SoC)供应商推出的参考设计平台，更可被视为开发商创造下一代产品前的重要途径。  

现阶段，包括x86及ARM架构的参考设计平台皆大量问世，而做为IP供应商的Imagination也积极和北京君正合作，推出基于MIPS核心的Newton参考设计平台；该平台大小为21.6毫米(mm)×38.4毫米，与英特尔SD卡大小的Edison相差无几。King-Smith透露，未来Imagination还会携手其他的晶片商，共同推出针对穿戴式装置所开发的参考设计方案。  

此外，Imagination目前亦正积极开发一系列的IP参考应用平台和设计方法，以协助客户快速切入蓬勃发展的穿戴式装置市场。King-Smith强调，针对穿戴式装置所设计的SoC方案未来将会大举出笼，业内人士会渐渐将一般行动装置与穿戴式装置的处理器设计分成两件事来思考(图3)。  


图3　市场上已有半导体厂推出穿戴式装置专用处理器。　图片来源：Ineda
事实上，新创公司Ineda日前即已推出全球首个针对穿戴式装置所开发的穿戴式处理器(Wearable Processing Unit, WPU)--Dhanush WPU(图4)。据悉，Dhanush WPU独有的分层运算架构(Hierarchical Computing Architecture)即系采用Imagination的MIPS、PowerVR等多重IP核心开发而成，可让穿戴式装置续航力维持三十天。  


图4　穿戴式专用处理器Dhanush WPU架构图　图片来源：Ineda
专为穿戴式装置开发的硬体架构确实能协助晶片商快速切入市场，如北京君正即借力Newton平台在中国大陆穿戴式装置市场开疆拓土。据了解，处理器开发商北京君正，于今年4月初发布的Newton参考设计平台，已获得多家中国大陆智慧型手表制造商采用，为该公司在穿戴式市场发展，奠定良好基础。  

[@B]借力Newton平台　北京君正旗开得胜[@C] 借力Newton平台　北京君正旗开得胜


图5　北京君正董事长刘强表示，北京君正推出的Newton平台已有多家客户陆续采用，预计终端装置最快会在今年底前陆续问世。
北京君正董事长刘强(图5)表示，自2013年下半年开始，北京君正的中央处理器(CPU)方案已获得多家中国大陆智慧型手表开发商的青睐，目前该公司正积极与原始设计制造商(ODM)合作，期能进一步拓展至海外市场；而未来北京君正更将紧密配合Android Wear作业系统的发展，推出各种低功耗的系统单晶片SoC方案。  

刘强进一步指出，由于参考设计平台能协助客户快速开发产品，因此由北京君正推出的Newton平台已有多家客户陆续采用，预计基于Newton开发的穿戴式装置最快会在2014年底前陆续亮相。  

虽然目前Newton平台内建的M150晶片能完全支援Android Wear系统，不过该晶片系锁定中低阶的智慧型手表、智慧型眼镜等穿戴式产品。刘强透露，2014下半年，北京君正将采用40奈米制程生产双核心中高阶晶片方案--M200，并支援3D图像加速及图像讯号处理(ISP)等功能，进一步满足中高阶穿戴式产品的设计需求。  

相较于其他的穿戴式装置参考设计平台，如英特尔的Edison及飞思卡尔的WaRP，刘强认为Newton的最大优势在于功耗极低，且该平台在感测器的支援上远比其他参考设计平台丰富(图6)。Newton同时支援三轴陀螺仪、加速度计、磁力计；温度、湿度、压力感测器以及生物讯号侦测及处理(Bio-signal Detection and Processing)，因此更加适合应用范畴日益广泛的健康健身类产品设计。  


图6　Newton平台架构解析　资料来源：Imagination
刘强指出，北京君正与Imagination正紧密合作让Android Wear系统在北京君正的晶片方案上能流畅地运行；不过，Android Wear毕竟尚属开发阶段，未来的应用前景及晶片商要如何与其搭配仍属开放性问题，北京君正能做的就是和Imagination共同努力，确保Android Wear在穿戴式装置及物联网领域中拥有出色的表现。  

据了解，目前第一批上市的Newton平台已经售罄，北京君正已快马加鞭进行第二批Newton平台的上市计划。  

x86/ARM/MIPS争锋　穿戴式软硬体加速演进

虽然Imagination在Android Wear生态圈成形之初已夺得先机，但King-Smith指出，Google创立的作业系统皆诉求透明化与标准化，无论是MIPS、ARM、x86架构的CPU核心，目前皆能原生支援Android系统，这是为了保障Android阵营的多样性和发展潜力；因此Android Wear的发展亦不例外，除了Imagination之外，未来将会有更多IP供应商加入Android Wear生态圈。  

不过，做为Android Wear的初期合作夥伴，Imagination相较其他的IP厂商仍享有相对优势。King-Smith表示，目前Imagination与Google的合作宗旨在于确保客户能第一时间掌握最新动态，期能透过Android Wear加上Imagination的软硬体方案，开发出最佳的产品原型，并加快产品上市时程。  

根据ABI Research报告指出，目前市面上大多数穿戴式装置所使用的元件，仍系沿用智慧型手机与其他行动装置相同规格的晶片，因而导致功耗及物料成本过高，进而影响使用者体验。  

ABI Research工程副总裁Jim Mielke表示，以现有的应用处理器为例，其对于穿戴式装置而言不仅体积过大，操作电流、成本等因素对于这类型的产品来说都是一种负担；分离式晶片方案在体积及成本考量上亦不利于穿戴式装置。这种设计的结果，将导致电池续航力缩短，以及不必要的成本，而最终将转嫁到消费者身上。  

显而易见，在Android Wear问世及MIPS架构加入战局后，穿戴式装置处理器的架构将更趋多元，而相关产品应用也可望加速蓬勃，特别是在各种处理器厂竞相争逐下，穿戴式装置内部元件的规格将可日益精进，以带给用户更好的使用体验。