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32位MCU全线出击 主导之势愈演愈烈

作为智能嵌入式控制领域的核心,微控制器的发展动向一直让业界保持高度关注。2013年1月16日,在电子产业最新技术展望媒体交流会上,透过和飞思卡尔亚太区市场营销和业务经理黄耀君的交流,为大家就2013年微控制器的主要发展趋势进行展望。

 

32位MCU的市占率不断扩大

       在低耗高能的不断驱动下,32位微控制器以其不断优化的性价比将在2013年继续扩大市场优势。32位MCU在中高端的应用中不断延伸,如马达控制,32位MCU将替代部分DSC的市场,另外数字电源控制也是32位MCU的主要市场。同时,由于采用ARM Cortex-M0/M0+的MCU的成本已经降至0.5美元,使得32位MCU能够覆盖8/16位MCU的低端应用的。从能耗、安全性能等因素考量, M0+功能比M0强,功耗比它低10%左右,因此,32位MCU的低端市场应用也在扩大。

       据黄耀君介绍,2013年,32位MCU的性能将进一步提高:内核方面,Cortex-M0会向M0+升级,Cortex-M3会向M4升级;资源上向多核和多存储方向演进,而高端的Cortex-A8/A9/A15会向A5X(ARM V8架构)升级,飞思卡尔已经导入该内核,预计年底会有相关产品推出。此外,32位MCU会进一步整合更多的资源,如满足电机多路驱动的高压驱动,针对应用的无线连接驱动(WiFi、ZigBee、Sub-GHz、BT等)。

                   

 

                         飞思卡尔亚太区市场营销和业务经理黄耀君

 

MCU架构ARM化趋势明显

       ARM内核通用性的特征使产品设计更灵活,简化开发过程、降低开发成本。黄耀君介绍,在近年来保持高速发展势头的手机、平板电脑等终端产品的MCU架构基本都采用ARM内核。在嵌入式领域目前也有超过50%以上的32位MCU采用了ARM内核,所以ARM架构的垄断地位日趋明显。

       据黄耀君介绍,其实飞思卡尔的产品有很多,从8位到32位,提供了很多通用MCU系列。近几年,飞思卡尔花很多时间去作一些ARM的新产品,包括Cortex-M4。他们在M0+和M4上都是业界率先推出产品,其中推出的L系列的MCU,采用M0+内核,功耗比它M0降低15%。 从小封装到大封装,有不同方面的组合供给客户选择。 另外是采用CortexM4核的两个系列,分别为Kinetis K和X系列。这两个是针对性能要求比较高的应用。由此可见,飞思卡尔近年已经将重心转向基于ARM内核的产品研发。

 

MCU集成化需求更丰富

       在通用MCU上,用户希望种类齐全,兼容性强;在针对大量应用的领域(如电表),SOC MCU器件将更受欢迎。此外,集成无线功能的MCU(SOC、SiP以及模块方式)、集成DSP功能的MCU和集成多媒体功能的MCU也有很大的用户需求。

       针对量比较大的应用,例如电表,中国一年会有1亿电表的产销(包括出口),这个量非常大,所以对成本敏感度很高,驱使很多厂家也针对这类量大的产品去做SoC MCU。值得一提的是因为标准的不统一,此类产品存在高风险和相应的高回报率。

       物联网上应用到的Wireless MCUs,可以说就是一个SoC,准确的说它只是一个内部具有MCU的硅片;针对WIFI等做的小模块,可以用手机、平板、照相机、打印机等产品上,不需要插线和重新设计,通过无线模块插在终端产品上即可。

       MCU也会把一些DSP的功能集成进去,但是现在很多人考虑是否用MCU?因为我们也看到一些产品是双核的。除了核之外,做马达控制和电源有两个要求,一是要比一般的MCU要快,精度也要更高。如果控制要求比较高, 集成了DSP功能的MCU就不一样,会把DSC转换时间变成1个微秒。比如电机产品,需求就比较高,需要针对电机和电源。还需要pS级转换的时间,甚至需要很多浮点功能。对于浮点,也是一个高端的应用项目,MCU也有把这个功能集成进去。例如传感器运算、电机控制等精度要求比较高的产品。

       最后,MCU集成化的一个趋势是针对多媒体和实时控制芯片。客户都会用到显示屏,有时候用两个处理器去做,另外可能也会用MCU去做实时控制。飞思卡尔将这两个集成在一起,做成一个单芯片。同时该系列产品还支持两个方面实时操作系统——Linux和MQX。MQX主要针对实时控制。有很多不同的控制,如果屏不是很大,里面的RAM有1.5MB,能支持双TFT显示。它也把PMIC管理单元集成进去。而且它是采用40纳米工艺,功耗更低,例如待机功耗上它会比其他90nm产品小3倍左右。

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