2021年03月29日 | 从飞思卡尔到NXP，i.MX系列经久不衰

近日，恩智浦半导体（NXP）宣布其EdgeVerse™产品系列新增了跨界应用处理器，包括i.MX 8ULP、经Microsoft Azure Sphere认证的i.MX 8ULP-CS（云安全）系列和新一代高性能智能应用处理器i.MX 9系列。至此，NXP的i.MX系列已经逐步壮大，并应用于多种领域。其实，i.MX系列早在20年前就已经在各领域有所应用，并深受用户喜爱。下面我们就了解一下i.MX是如何诞生的。

i.MX系列的身世涉及到了三大公司：摩托罗拉、飞思卡尔和NXP。

i.MX的诞生地——摩托罗拉

i.MX前世是DragonBall，不要以为是动漫神剧《七龙珠》，它是摩托罗拉的DragonBall，即 MC68328，DragonBall出现于1995年，设计者为当时在摩托罗拉公司实习的香港城市理工学院的电子工程 系学生。MC68328基于摩托罗拉68000内核，但这款产品功耗与同类产品比较，功耗极低，因此非常适合于手持型设备。这是一款SoC，其中包括显示控制器(Display controller)、通用异步收发传输器(UART)、红外线资料传送(IrDa)、实时时钟(RTC)等，大大节省了芯片空间，成本及功耗。

1960年代摩托罗拉在半导体行业保持领先，那个时代的英特尔还是一家危机重重的存储器制造商。直到1978年英特尔和摩托罗拉几乎同时推出16位的第三代微处理器8086和68000，后者集成的晶体管数目(68000个)是前者的(不到3万个)两倍还多。MC68000在早期得到了很多高端产品的青睐。在升阳公司的Sun workstation等多种Unix工作站中，MC68000一度占统治地位。市场领先的其他一些计算机，包括Amiga（阿米加）、Atari ST、Apple Lisa 和 Macintosh（麦金托什），以及第一代激光打印机，如苹果公司的LaserWriter都在使用MC68000。1982年，摩托罗拉进一步更新了MC68000的指令集以支持虚拟内存，并使其能够满足由Popek和Goldberg于1974年提出的虚拟化标准。

68000首先被应用于许多高端产品中，如多用户微型计算机WICAT 150及阿尔法微系统的一些早期计算机等。单用户工作站如惠普公司的HP 9000/200、太阳微系统的Sun-1；图形终端如DEC的VAXstation 100和Silicon Graphics的IRIS 1000均使用68000。许多Unix系统也开始使用68K系列CPU。在80年代中期，68000又成为首先应用于个人/家庭计算机的CPU。先后有苹果的Apple Lisa与麦金塔（Macintosh 128K）、Amiga的海军准将（Commodore）、雅达利ST及夏普的Sharp X68000采用68000。

68000最主要的成功在于控制器领域。早在1981年Imagen公司就把68000用作其激光打印机Imprint-10外部控制器的CPU。惠普于1984年发布的第一款LaserJet打印机亦使用一片8MHz的68000作为内置控制器。类似的基于68000的整合控制器也被广泛用在其他多款打印机中。到90年代，68000仍在许多低端打印机中被使用。

还记得以前玩的游戏机吗？正式MC68000让街机游戏机风靡一时，游戏容量很小，效果却出乎意料的好。

铱星计划把摩托罗拉“坑惨”了

随后在移动通信市场上，铱星计划事件导致摩托罗拉滑入深渊。随后，诺基亚、三星的崛起，最终让摩托罗拉走向了衰败。到了2002年,一直排名世界前三的摩托罗拉半导体业务不仅销售额已不在全球前10名之内,而且运营亏损高达15亿美元,占到整个公司亏损额的 4/5。集团不得已做出剥离半导体业务的打算。2011年，摩托罗拉拆分成两家公司：摩托罗拉移动和摩托罗拉方案。摩托罗拉的半导体部门，早在2004年就被分拆出来，成立了飞思卡尔。飞思卡尔继承了摩托罗拉全部的数字 IC 业务以及射频和传感器业务，在消费电子、医疗、网络和汽车电子方面均有完整的产品线。

改朝换代：i.MX 正式起飞

当时arm架构兴起，飞思卡尔开始弃用68000，全面转向ARM内核，投入ARM怀抱之后，产品命名也正式更为i.MX系列。i.MX全名叫做innovaTIve MulTImedia eXtension，意思是创新的多媒体扩展体验。i.MX应用处理器是基于ARM®的单核/多核解决方案，适用于汽车电子、工业控制、中高端消费电子、电子书、ePOS、医疗设备、多媒体和显示、以及网络通信等应用，具有可扩展性、高性能和低功耗的特点。

随后，飞思卡尔先后产出了6个系列的i.MX处理器：

i.MX1系列，基于ARM920T，频率从100MHz至200MHz。

i.MX2系列，基于ARM9，处理频率400MHz、454MHz，90nm制程，包含工业及车用级产品，带有视频处理单元，安全控制单元，液晶触控驱动，电源管理，音频解码，Can/以太网接口，支持DDR。

i.MX3系列：基于ARM11，90nm制程，处理频率532MHz，带有视频解码，3D图像处理单元。

i.MX5系列：基于ARM Cortex-A8，65nm制程，处理速度大于800 MHz，支持720P硬解码，DDR2，支持电子墨水显示屏驱动。

i.MX6系列：基于ARM Cortex A9，支持单核，双核，以及四核，采用40nm工艺，支持高清视频解码。

代表作：

i.MX21处理器

其中，i.MX21处理器不仅具备智能LCD显示和卓越的视频播放等功能(包括同时进行多任务处理，如一边观看视频节目，一边发送email)，还拥有更长的电池使用时间，并能通过USB OTG实现热拔插连接。另外，该处理器还拥有先进的安全技术，以支持网上银行支付和其它需要安全的交易。摩托罗拉希望借助它来继续巩固自己在无线通信领域的地位。那段时间，i.MX系列处理器交付量已经超过了5千万颗。因此，i.MX21在这个家族中扮演的角色也将变得更加重要。

i.MX51系列处理器

 i.MX51芯片以其强大的性能，低廉的价格现已经受到业界的大力追捧。其中基于ARM Cortex A8核心的i.MX515处理器，主频达到1GHz，处理器内部集成了DDR/DDR2内存控制器、OpenGL/OpenVG图形核心、ATA控制器、以太网控制器等，并且支持720p高清视频播放。

凭借 i.MX系列的出色表现，飞思卡尔在半导体领域可谓是风生水起。独立后的第2年,飞思卡尔就从净亏3.7亿美元转为赢利2.1亿美元,并在纽交所成功上市,借助老东家在消费电子领域的影响力，飞思卡尔获得了大量手机芯片订单，一时间出尽风头。2005年其净收入又扩大 到5.63亿美元，飞思卡尔当时生产的半导体应用广泛，是诸如汽车的仪表板、手机、游戏机等数以万计电子产品的核心元件。

手机业务拖垮飞思卡尔

作为资本市场上的“香饽饽”，2006年,私人股权基金黑石集团最终以176亿美元的适中价格将飞思卡尔拿下，此时飞思卡尔变身为负债最多且负债率最高的半导体公司。谁知几个月之后，全球经济开始上演“过山车”。2007年最大的客户摩托罗拉手机业务低迷，原因是iPhone的横空出世。占有飞思卡尔30%收入的手机芯片业务全年颗粒无收。受此影响，飞思卡尔收入大幅下跌，排名也从第9名下滑到了第16。

飞思卡尔万般无奈之下，决定退出手机芯片市场，但壮士断腕后，飞思卡尔并没有找到出路，缺少流动资金致使飞思卡尔的负债达到了惊人的75亿美元，把汽车电子芯片市场作为救命稻草的飞思卡尔也没有泛起更大的浪花。虽然车联网的概念，飞思卡尔的市值也借着东风增长些许，但最终还是没有缓解飞思卡尔的债务危机。

飞思卡尔转型受阻，NXP救急

2015年3月，NXP向岌岌可危的飞思卡尔递上了橄榄枝，最终达成收购飞思卡尔的协议。以118亿美元的价格完成了对美国车载半导体巨头飞思卡尔（Freescale Semiconductor）的收购，从而整合拥有了完整的汽车半导体解决方案（包括汽车AMS、传感器、车载娱乐系统）一举跃升为全球第一大汽车芯片厂商，辉煌一时的飞思卡尔半导体品牌正式停止使用，退出市场。

合并后，其互补的产品系列将是物联网解决方案的理想选择，包括安全性、MCU、软件、连接和广泛的客户群基础。重点领域将是汽车。而飞思卡尔的明星产品 i.MX系列也在汽车应用方面帮了大忙。比如，汽车信息娱乐系统方面，i.MX的口碑那在业界是杠杠的，据悉，全球前十名的OEM汽车原厂都使用了飞思卡尔i.MX应用处理器。

i.MX系列遍布千行百业

如今，NXP针对物联网，边缘计算，IIoT，AI等方面都推出了i.MX系列，同时具有高性能和低功耗、可扩展、安全可靠等特点。据了解，i.MX应用处理器已发售5亿多件，正在改变着人类的交互方式。