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全世界對能源的關(guān)注,導(dǎo)致MCU向更低功耗演進,而在工業(yè)馬達控制領(lǐng)域,無傳感器控制將是未來的發(fā)展方向。 |
雖然市場上對8位/16位/32位MCU的紛爭不絕于耳,8位將被32位取代、16位在夾縫中謀生的說法一度曾經(jīng)非常普遍,但事實上,無論是8位,16位還是32位都各有其用武之地,各類產(chǎn)品都也保持著穩(wěn)定的增長速度。iSuppli的最新預(yù)測顯示,2012年全球MCU市場將從2007年的24億美元增長到36億美元,復(fù)合年增長率為9%。而中國作為全球最大的消費電子產(chǎn)品與PC外設(shè)制造中心,已經(jīng)成為MCU產(chǎn)品的最大單一買家。盡管在MCU領(lǐng)域鮮有激動人心的消息發(fā)布,但它在各種應(yīng)用中不可或缺的地位卻彰顯了其不容忽視的重要性。
MCU發(fā)展:超低功耗與高集成度并駕齊驅(qū)
受新興應(yīng)用的推動,市場對MCU的性能要求也水漲船高。MCU供應(yīng)商趨向于在產(chǎn)品中集成更豐富的功能,支持USB、LCD驅(qū)動器、A/D轉(zhuǎn)換器,以及用于提供MCU與互聯(lián)網(wǎng)連接能力的TCP/IP通訊協(xié)議等等。此外,集成了閃存的MCU日漸流行。普遍的看法是,MCU產(chǎn)品正在朝向下面幾個趨勢發(fā)展。一,隨著以電池供電的便攜式電子產(chǎn)品的快速增長,需要超低功耗MCU。二,電子產(chǎn)品增添了越來越豐富的功能,要求MCU具有強大的處理能力。三,電子產(chǎn)品開始向小型化發(fā)展,要求MCU產(chǎn)品的尺寸不斷縮小。同時,開發(fā)平臺的易用性也非常重要。工程師希望選擇簡單便捷的開發(fā)平臺,使產(chǎn)品快速推向市場。四,特殊應(yīng)用需求的增加。五,集成更多的外設(shè)?!斑@是MCU非常重要的一個發(fā)展趨勢。”TI微控制器業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理刁勇對《國際電子商情》表示,“電子系統(tǒng)中除了MCU之外,還包括信號采集、處理、信號反饋等電路,需要很多模擬和數(shù)字化外設(shè)。如果MCU將這些外設(shè)集成在一個芯片上,除了減小芯片尺寸,穩(wěn)定性和可靠性也將大大提高。同時,SoC成本也將降低?!?
以TI和ST為例,這兩家公司近期分別發(fā)布了其低功耗,高集成度的最新版MCU產(chǎn)品。TI推出了MSP430系列產(chǎn)品的最新型號MSP430F5xx。據(jù)介紹,MSP430F5xx的工作功耗與待機功耗分別只有160μA/MHz和1.5μA/MHz。同時該器件還集成了更高的存儲器容量,并且支持RF、USB、加密與LCD接口等集成外設(shè)。與1、2以及4系列等前代產(chǎn)品相比,F(xiàn)5xx器件的處理性能提升了50%以上,閃存與RAM存儲器容量實現(xiàn)了雙倍增長。這帶來了一個顯而易見的的好處,系統(tǒng)能在低功耗運行的同時還可執(zhí)行強度極高的任務(wù)。
“TI希望通過5系列繼續(xù)加強在超低功耗MCU市場的領(lǐng)導(dǎo)地位?!钡笥卤硎?,“5系列最高運算速度可達25MIPS,可以與基于ARM7內(nèi)核的MCU相提并論?!辈粌H如此,5系列還集成了DMA(多通道直接存儲器存取)技術(shù),這在進行大批量數(shù)據(jù)傳輸時非常重要。DMA不需要消耗CPU額外的資源,從外設(shè)到CPU傳輸都不需要CPU的干預(yù),這樣就實現(xiàn)了在內(nèi)核保持低功耗模式的同時實現(xiàn)與外設(shè)交換數(shù)據(jù)。
除了在技術(shù)上升級以外,TI在推廣5系列產(chǎn)品時也不遺余力?!?系列有一個完整的生態(tài)系統(tǒng),包括開發(fā)工具、軟件支持、本地應(yīng)用、技術(shù)團隊支持等,并且還與第三方展開合作,提供全面的文檔資料,以及大學計劃培訓等。”刁勇說道,“這些都將加速產(chǎn)品上市時間?!?系列產(chǎn)品都集成了USB接口,而此前的產(chǎn)品則無此功能。他還透露,在5系列基礎(chǔ)上加入LCD將構(gòu)成MSP430的6系列產(chǎn)品。
ST則也對其去年7月推出的32位MCU STM32系列進行了全面升級。新版STM32配備了最高達512KB的片上內(nèi)存和更大的SRAM。同樣,新系列的集成度更高,增加了用于顯示、聲音、存儲和高級控制等功能。而STM32是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核,具有低功耗和多種省電工作模式。此外,STM32還增加了多個外設(shè)接口,一個靈活的靜態(tài)存儲控制器(FSMC),支持NOR、NAND、SRAM和CompactFlash存儲器。FSMC還支持Intel8080和Motorola6800液晶顯示板控制器并口模式。STM32為移動存儲提供了一個主設(shè)備接口,支持SD(安全數(shù)字)、SDIO(安全數(shù)字輸入/輸出)和MMC(多媒體卡)等。
ST亞太區(qū)通用單片機部應(yīng)用部高級經(jīng)理梁平表示:“ST希望不斷降低32位MCU功耗,我們的目標是與TI的DSP看齊?!钡瑫r指出,雖然現(xiàn)在MCU集成了更多的外設(shè),但STM32中并沒有集成以太網(wǎng)功能?!澳壳拔覀冞€沒有看到大量以太網(wǎng)在MCU中的應(yīng)用?!彼f道,“雖然有些公司推出了2個核的MCU,但ST的MCU產(chǎn)品更注重控制作用,計算能力為輔。”
USB MCU:下一個市場增長點?
USB在PC市場的廣泛應(yīng)用推動了大量基礎(chǔ)設(shè)施和用戶平臺的開發(fā),而現(xiàn)在其正在取代一度曾經(jīng)在MCU中流行的傳統(tǒng)通信接口RS232。在不久前美國舉辦的嵌入式系統(tǒng)會議大會(ESC)上,MCU廠商對于USB就表現(xiàn)出了極大的熱情。Atmel和Luminary Micro都在其新系列產(chǎn)品中增加了USB功能。Atmel基于ARM9的MCU SAM9R64,可通過USB、SD卡或外接NAND閃存啟動,并且該器件還可以將現(xiàn)有的全速USB(12Mbps)產(chǎn)品升級到高速USB,而無需對連接器進行任何物理改動。Luminary Micro基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的Stellaris系列30款新產(chǎn)品,集成了USB、OTG(On-the-Go)和Host功能。Microchip則在其8~32位全線產(chǎn)品中都加入了USB功能。其低功耗16位PIC24F USB MCU與其新版的80MHz高性能32位PIC32 USB產(chǎn)品系列在引腳、外設(shè)及軟件方面完全兼容。而低成本的8位PIC18F1XK50系列也集成了USB。
NEC電子也完成了12款集成USB2.0功能的32位全閃存MCU的開發(fā),并表示將在今年11月量產(chǎn)。該公司稱,USB將進入游戲、工業(yè)自動化和建筑管理等領(lǐng)域。該公司發(fā)言人表示,“將集成了USB功能的MCU引入汽車市場激發(fā)了人們的興趣。通過USB,消費者可以將音頻文件下載到汽車娛樂系統(tǒng)中?!倍鳷I的MSP430 5系列產(chǎn)品也集成了USB接口?;蛟S,MCU的下一個增長點就在于此。
責編:Quentin