得益于工業(yè)、汽車、以及各種物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用起飛的影響,整個MCU產(chǎn)業(yè)在2014年都表現(xiàn)出優(yōu)于預期的結(jié)果。根據(jù)IC Insights的最新調(diào)查報告,2014年MCU銷售預計將成長6%,達到161億美元,創(chuàng)下歷史新高;2015年與2016年,將分別成長7%與9%。出貨量預計也將帶來更多利潤,有望較去年成長12%。適逢歲末,MCU市場三大重要玩家接受了本刊記者的采訪,一起來分享他們最新的市場策略和創(chuàng)新產(chǎn)品吧。
 飛思卡爾(Freescale)高級副總裁兼微控制器部總經(jīng)理Geoff Lees |
安全性、可擴展性和高能效將是驅(qū)動未來IoT發(fā)展的三要素
2012年,飛思卡爾MCU業(yè)務(wù)銷售收入7.07億美元,2013年達到了8.26億美元,增幅超過40%。而2014年前三季度其MCU銷售收入已經(jīng)超過2012年全年總合,Q3季度營收更是達到了創(chuàng)紀錄的2.51億美元,且這一數(shù)字還不包括汽車MCU業(yè)務(wù)。
“保持高于市場平均增速是極具挑戰(zhàn)性的,所以我們需要專注于新產(chǎn)品研發(fā)和推出、需要加強與合作伙伴/行業(yè)聯(lián)盟的合作、需要關(guān)注新的市場,或是通過收購以拓展相關(guān)技術(shù)?!?Geoff說他不同意幾個月前業(yè)界同行發(fā)出的類似“半導體行業(yè)景氣度將出現(xiàn)下滑”的警告,反而對2014年飛思卡爾MCU業(yè)務(wù)突破10億美金的目標充滿了信心。

飛思卡爾MCU業(yè)務(wù)2年內(nèi)實現(xiàn)超過40%增長
不久前,飛思卡爾收購了專注于先進網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及高清多媒體處理IC領(lǐng)域的Zenverge公司;7月,又宣布與Google、ARM、Nest Labs、三星等公司一起成立Thread物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟,旨在以一種更加安全、更低耗能的方式將智能家居設(shè)備連接起來。他補充說,目前市場份額前兩位的MCU廠商,其增長速度遠遠超過其他廠商。Freescale Kinetis系列和ST STM32系列是市場上表現(xiàn)最好的MCU產(chǎn)品,保持了強勁的增長勢頭。
過去兩年中,32位MCU在全球?qū)崿F(xiàn)了15%以上的增長速度,基于ARM架構(gòu)的32位MCU增長速度更是達到了30%。此前通常需要5年才能實現(xiàn)出貨量翻番的規(guī)律被打破,全球市場現(xiàn)在只用兩年就實現(xiàn)了這一目標,物聯(lián)網(wǎng)和智能互聯(lián)成為最大貢獻力量。
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三大要素打造Internet of Tomorrow
Geoff在演講中首次使用了Internet of Tomorrow一詞,而非傳統(tǒng)業(yè)界熟知的Internet of Things. 他對此解釋稱IoT主要強調(diào)器件互聯(lián),但飛思卡爾有獨特的優(yōu)勢與基礎(chǔ)設(shè)施公司、軟件公司、系統(tǒng)公司合作來開發(fā)面向未來的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
“未來,安全性、可擴展性和高能效將是驅(qū)動未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的三大要素?!盙eoff Lees說。
安全性(Security):未來物聯(lián)網(wǎng)的安全性至關(guān)重要。許多終端設(shè)備,從高端到邊緣節(jié)點都在延續(xù)安全性。飛思卡爾的安全性保障來源于物理性安全(硬件安全,例如防止黑客侵入保護數(shù)據(jù)安全),以及軟件安全(用戶認證、身份管理、安全網(wǎng)絡(luò)接入等)。除了自身成立卓越研發(fā)中心(Center of Excellence),開發(fā)電壓、頻率、溫度等安全性保護外,還參與多個聯(lián)盟,將過去不能相互連接的MCU應(yīng)用變成強大的系統(tǒng)化網(wǎng)絡(luò)連接中的一部分。
可擴展性(Scalability):這是未來物聯(lián)網(wǎng)的另一個驅(qū)動力。Geoff Lees認為這一概念將不再局限于MCU器件功能上的可擴展性,應(yīng)該更多考慮客戶、市場和整個生態(tài)系統(tǒng),例如從智能汽車擴展到智能高速公路,從智能家居擴展到智能城市,從智能可穿戴設(shè)備擴展到智能健康等,覆蓋傳感器、模擬前端、MCU、射頻器件、應(yīng)用處理器、網(wǎng)絡(luò)處理器等完整信號鏈方案。對半導體公司而言,系統(tǒng)化解決方案以及相關(guān)服務(wù)更顯重要。
高能效(Energy Efficiency):從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點到網(wǎng)關(guān),物聯(lián)網(wǎng)時代對低功耗有著廣泛的市場需求。Geoff承諾飛思卡爾將延續(xù)在Kinetis和Kinetis L系列上的低功耗領(lǐng)導地位,繼續(xù)開發(fā)低功耗產(chǎn)品并延長電池使用壽命。

飛思卡爾眼中完整的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)
Geoff重申了飛思卡爾對中國市場的承諾,即Define, Design, Build in China for China。目前其在中國的5個研發(fā)中心,4個是針對MCU研發(fā)建立的。此外,飛思卡爾還在天津建有全球最大的封裝測試工廠,擁有超過3000名員工,飛思卡爾全球90%的MCU產(chǎn)品在天津工廠進行封裝和測試。
而在市場推廣方面,除已在中國16個城市設(shè)立銷售機構(gòu)外,其它亮點還包括2013年與周立功單片機合作推出i.MX ARM9開發(fā)板“零利潤”項目、以及成功推出定位于滿足本地市場需要的MCU開發(fā)平臺MAPS四色板系列。
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面對基于傳感器和“始終開啟”功能的需求,低功耗MCU架構(gòu)迎來了挑戰(zhàn)
恩智浦(NXP)半導體微控制器通用市場產(chǎn)品線總經(jīng)理Ross Bannatyne:
現(xiàn)今,移動設(shè)備引入的各種高級功能,例如場景、位置和環(huán)境感知,以及基于運動、觸摸和手勢的交互功能,甚至包括語音激活,都是通過不斷增加的“始終開啟”傳感器來實現(xiàn)的。在不久的將來,其他行業(yè)也將需要類似于智能手機的產(chǎn)品功能來增強他們的客戶體驗,從而同樣取得顯著的進步。但在恩智浦(NXP)半導體微控制器通用市場產(chǎn)品線總經(jīng)理Ross Bannatyne看來,當前很多已有MCU傳感器處理架構(gòu)不是耗能過多,就是無法隨著傳感器數(shù)量的增加來有效地擴展。
新推出的LPC54100系列MCU被NXP方面視作公司在超低功耗“始終開啟”傳感器處理方面取得的重大突破,因為相比最接近的競爭產(chǎn)品,其能耗平均降低了20%,它甚至僅需3μA的極小電流即可實現(xiàn)持續(xù)傳感器監(jiān)聽,這對移動、可穿戴健康/健身、工業(yè)應(yīng)用(環(huán)境監(jiān)控、家庭和樓宇自動化照明、機器人)和游戲等需要傳感器“始終開啟”的應(yīng)用至關(guān)重要。

典型便攜式健身設(shè)備電力節(jié)省20%示例
作為傳感器應(yīng)用領(lǐng)域的首創(chuàng)功能,LPC54100系列的非對稱雙核架構(gòu)實現(xiàn)了工作狀態(tài)下可裁減的功耗/性能,讓開發(fā)人員能夠使用Cortex-M0+內(nèi)核(55μA/MHz)來處理傳感器數(shù)據(jù)采集、整合和外部通信;或是使用Cortex-M4F內(nèi)核(100μA/MHz)執(zhí)行復雜數(shù)學密集型算法(例如運動傳感器融合)。此外,該架構(gòu)還帶有一系列模擬和數(shù)字接口,能夠在寬電壓范圍內(nèi)(1.62至3.6V)支持各種規(guī)格性能的12bit、4.8Msps/s ADC,以及低功耗串行接口。
在“始終開啟”傳感器處理應(yīng)用中保持最低功耗
為幫助嵌入式開發(fā)人員更快地向市場推出基于傳感器的產(chǎn)品設(shè)計,恩智浦還與Bosch Sensortec、CyWee Motion、Hillcrest Labs等公司展開了廣泛合作。例如將LPC54102微處理器和Bosch Sensortec九款最廣泛使用的運動/壓力傳感器結(jié)合,同時使用恩智浦LPCXpresso開發(fā)平臺和支持。
而在國內(nèi),恩智浦推出了4個典型的基于LPC54100的解決方案:包括NXP與BST一起開發(fā)的SensorHub,應(yīng)用于手機和穿戴設(shè)備,可作為協(xié)處理器幫助應(yīng)用處理器減少負擔;與高通合作的QCA Wi-Fi模塊,適用于低成本工業(yè)級應(yīng)用,包括物聯(lián)網(wǎng)、智能家居;與MXCHIP合作的完整物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi解決方案,涵蓋從硬件開發(fā)、驅(qū)動、協(xié)議,到云服務(wù)、操作系統(tǒng),再到智能手機端SDK開發(fā)全過程;周立功阿波羅(Apollo)平臺,這是一個即插即用的嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)平臺,用戶可以像“搭積木”一樣快速構(gòu)建產(chǎn)品。
本文下一頁:8位MCU不會過時,堅持AVR/ARM雙架構(gòu)并行戰(zhàn)略
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8位MCU不會過時,堅持AVR/ARM雙架構(gòu)并行戰(zhàn)略
從1995年推出首款內(nèi)存微控制器Atmel 8051,到新推出的基于ARM Cortex-M0+的SAM L21系列,近20年來,Atmel始終堅持8位與32位MCU,自有AVR架構(gòu)與ARM架構(gòu)并行發(fā)展戰(zhàn)略。
 Atmel公司高級產(chǎn)品經(jīng)理Bj?rn ?ge brandal |
“近年來32位MCU市場的確發(fā)展很快,取代8位/16位市場的聲音也一直不絕于耳。”但Atmel公司高級產(chǎn)品經(jīng)理Bj?rn ?ge brandal 說他并不認為8位MCU市場會就此消亡,“因為 8位MCU簡單易用,功耗成本低。只要設(shè)計得當,設(shè)計人員完全可以使用代碼空間很小的高級語言,開發(fā)出一系列創(chuàng)新應(yīng)用。所以無論你是電子愛好者、創(chuàng)客,還是專業(yè)人士、資深設(shè)計人員,都可以在汽車、工業(yè)、消費電子、白色家電等各類應(yīng)用中找到8位MCU的用武之地。
他特別提到了新推出的megaAVR 8位MCU系列,盡管沒有出現(xiàn)革命性變革,但Atmel還是在各個方面對其進行了最大程度的優(yōu)化。例如配備4KB至16KB閃存、二進制兼容現(xiàn)有系列、5V 130nm全新工藝、唯一序列號、支持Qtouch外設(shè)觸摸控制器、以及提高了用于支持UART串行通信的內(nèi)部振蕩器和內(nèi)部參考電壓精度等。為了加快開發(fā)人員的設(shè)計速度,Atmel還提供了售價只有8.88美元的Xplained Mini開發(fā)平臺,它最大的吸引力在于可方便地連接任何一款Arduino開發(fā)板,從而簡化開發(fā)工作。

Atmel MCU產(chǎn)品組合
得到Atmel開發(fā)生態(tài)系統(tǒng),包括硬件工具和工具包、嵌入式軟件、Atmel Studio 6.2集成開發(fā)環(huán)境和APP商店的全面支持,是Atmel給予megaAVR的最大支持,用以匹配8位AVR MCU和32位SMART Cortex-M日益擴大的高性能應(yīng)用。
“一個Cortex-M MCU不僅僅是選好內(nèi)核這么簡單,產(chǎn)品如何做到與眾不同才是最考驗企業(yè)研發(fā)實力之處?!盉randal以自家SAM L21系列為例做了說明:這是一款基于Cortex-M0+內(nèi)核的產(chǎn)品,運行EEMBC CoreMark基準測試的結(jié)果顯示,該系列在活動模式下實現(xiàn)了40μA/MHz的超低功耗,在32kB RAM記憶保存以及實時時鐘和日歷的情況下僅消耗不到900nA的電能,在深度睡眠模式下僅消耗200nA的電能。除了超低功耗之外,新的平臺還具備全速USB主機與設(shè)備、事件系統(tǒng)與Sleepwalking、12位模擬、AES、電容觸控傳感等特性。
為了實現(xiàn)差異化,Atmel還對SAM L21系列外設(shè)進行了大幅優(yōu)化,例如保護POR、WDT、BOD讓產(chǎn)品更智能;內(nèi)存可以實現(xiàn)更快速的喚醒;定時器/計數(shù)器增強型脈寬調(diào)制;高度靈活的通信外設(shè);DMA直接存儲器訪問滿足高級觸發(fā)條件等。

MCU產(chǎn)品如何做到與眾不同
本文為《國際電子商情》原創(chuàng),版權(quán)所有,謝絕轉(zhuǎn)載
責編:Quentin