超低功耗与高集成度并驾齐驱，USB MCU崭露头角

全世界对能源的关注，导致MCU向更低功耗演进，而在工业马达控制领域，无传感器控制将是未来的发展方向。

虽然市场上对8位/16位/32位MCU的纷争不绝于耳，8位将被32位取代、16位在夹缝中谋生的说法一度曾经非常普遍，但事实上，无论是8位，16位还是32位都各有其用武之地，各类产品都也保持着稳定的增长速度。iSuppli的最新预测显示，2012年全球MCU市场将从2007年的24亿美元增长到36亿美元，复合年增长率为9%。而中国作为全球最大的消费电子产品与PC外设制造中心，已经成为MCU产品的最大单一买家。尽管在MCU领域鲜有激动人心的消息发布，但它在各种应用中不可或缺的地位却彰显了其不容忽视的重要性。 MCU发展：超低功耗与高集成度并驾齐驱 受新兴应用的推动，市场对MCU的性能要求也水涨船高。MCU供应商趋向于在产品中集成更丰富的功能，支持USB、LCD驱动器、A/D转换器，以及用于提供MCU与互联网连接能力的TCP/IP通讯协议等等。此外，集成了闪存的MCU日渐流行。普遍的看法是，MCU产品正在朝向下面几个趋势发展。一，随着以电池供电的便携式电子产品的快速增长，需要超低功耗MCU。二，电子产品增添了越来越丰富的功能，要求MCU具有强大的处理能力。三，电子产品开始向小型化发展，要求MCU产品的尺寸不断缩小。同时，开发平台的易用性也非常重要。工程师希望选择简单便捷的开发平台，使产品快速推向市场。四，特殊应用需求的增加。五，集成更多的外设。“这是MCU非常重要的一个发展趋势。”TI微控制器业务拓展经理刁勇对《国际电子商情》表示，“电子系统中除了MCU之外，还包括信号采集、处理、信号反馈等电路，需要很多模拟和数字化外设。如果MCU将这些外设集成在一个芯片上，除了减小芯片尺寸，稳定性和可靠性也将大大提高。同时，SoC成本也将降低。” 以TI和ST为例，这两家公司近期分别发布了其低功耗，高集成度的最新版MCU产品。TI推出了MSP430系列产品的最新型号MSP430F5xx。据介绍，MSP430F5xx的工作功耗与待机功耗分别只有160μA/MHz和1.5μA/MHz。同时该器件还集成了更高的存储器容量，并且支持RF、USB、加密与LCD接口等集成外设。与1、2以及4系列等前代产品相比，F5xx器件的处理性能提升了50%以上，闪存与RAM存储器容量实现了双倍增长。这带来了一个显而易见的的好处，系统能在低功耗运行的同时还可执行强度极高的任务。 “TI希望通过5系列继续加强在超低功耗MCU市场的领导地位。”刁勇表示，“5系列最高运算速度可达25MIPS，可以与基于ARM7内核的MCU相提并论。”不仅如此，5系列还集成了DMA(多通道直接存储器存取)技术，这在进行大批量数据传输时非常重要。DMA不需要消耗CPU额外的资源，从外设到CPU传输都不需要CPU的干预，这样就实现了在内核保持低功耗模式的同时实现与外设交换数据。 除了在技术上升级以外，TI在推广5系列产品时也不遗余力。“5系列有一个完整的生态系统，包括开发工具、软件支持、本地应用、技术团队支持等，并且还与第三方展开合作，提供全面的文档资料，以及大学计划培训等。”刁勇说道，“这些都将加速产品上市时间。”5系列产品都集成了USB接口，而此前的产品则无此功能。他还透露，在5系列基础上加入LCD将构成MSP430的6系列产品。 ST则也对其去年7月推出的32位MCU STM32系列进行了全面升级。新版STM32配备了最高达512KB的片上内存和更大的SRAM。同样，新系列的集成度更高，增加了用于显示、声音、存储和高级控制等功能。而STM32是基于ARM Cortex-M3内核，具有低功耗和多种省电工作模式。此外，STM32还增加了多个外设接口，一个灵活的静态存储控制器(FSMC)，支持NOR、NAND、SRAM和CompactFlash存储器。FSMC还支持Intel8080和Motorola6800液晶显示板控制器并口模式。STM32为移动存储提供了一个主设备接口，支持SD(安全数字)、SDIO(安全数字输入/输出)和MMC(多媒体卡)等。 ST亚太区通用单片机部应用部高级经理梁平表示：“ST希望不断降低32位MCU功耗，我们的目标是与TI的DSP看齐。”但他同时指出，虽然现在MCU集成了更多的外设，但STM32中并没有集成以太网功能。“目前我们还没有看到大量以太网在MCU中的应用。”他说道，“虽然有些公司推出了2个核的MCU，但ST的MCU产品更注重控制作用，计算能力为辅。” USB MCU：下一个市场增长点？ USB在PC市场的广泛应用推动了大量基础设施和用户平台的开发，而现在其正在取代一度曾经在MCU中流行的传统通信接口RS232。在不久前美国举办的嵌入式系统会议大会(ESC)上，MCU厂商对于USB就表现出了极大的热情。Atmel和Luminary Micro都在其新系列产品中增加了USB功能。Atmel基于ARM9的MCU SAM9R64，可通过USB、SD卡或外接NAND闪存启动，并且该器件还可以将现有的全速USB(12Mbps)产品升级到高速USB，而无需对连接器进行任何物理改动。Luminary Micro基于ARM Cortex-M3内核的Stellaris系列30款新产品，集成了USB、OTG(On-the-Go)和Host功能。Microchip则在其8~32位全线产品中都加入了USB功能。其低功耗16位PIC24F USB MCU与其新版的80MHz高性能32位PIC32 USB产品系列在引脚、外设及软件方面完全兼容。而低成本的8位PIC18F1XK50系列也集成了USB。 NEC电子也完成了12款集成USB2.0功能的32位全闪存MCU的开发，并表示将在今年11月量产。该公司称，USB将进入游戏、工业自动化和建筑管理等领域。该公司发言人表示，“将集成了USB功能的MCU引入汽车市场激发了人们的兴趣。通过USB，消费者可以将音频文件下载到汽车娱乐系统中。”而TI的MSP430 5系列产品也集成了USB接口。或许，MCU的下一个增长点就在于此。