Silicon Labs拓展ARM單片機市場，解決設(shè)計挑戰(zhàn)

2003年，Silicon Labs通過收購Cygnal Integrated Products，成功進入MCU領(lǐng)域。同時結(jié)合了Silicon Labs在接口等模擬混合信號接口上的優(yōu)勢，推出了一系列獨特的基于8051內(nèi)核的單片機產(chǎn)品，其中包括帶有USB、觸摸、射頻的MCU，同時也包括低功耗MCU。

一直以來，Silicon Labs所從事的都是8位單片機的開發(fā)，而現(xiàn)在隨著ARM的廣泛應(yīng)用，公司開始拓展在ARM架構(gòu)下的產(chǎn)品，正式推出Precision32單片機。公司單片機產(chǎn)品線總經(jīng)理Mike Salas表示，正是看中ARM在生態(tài)鏈上的完整布局，大多數(shù)工程師可以很容易的上手。

而對于公司為何現(xiàn)在推出M3架構(gòu)的單片機而不是直接采用M4內(nèi)核，Salas表示，Precision主要面向客戶是便攜醫(yī)療裝置，銷售終端外設(shè)、電機控制、條碼掃描儀、光學(xué)觸摸屏接口、傳感控制器以及家庭自動化系統(tǒng)等，這些終端設(shè)備并不需要高密度的數(shù)據(jù)處理，而M4內(nèi)核更多的是偏向于DSP的高性能計算，所以在這些產(chǎn)品中，M3就已經(jīng)足夠了。當然，我相信Silicon Labs也在開發(fā)基于M4內(nèi)核的單片機，只是先用M3試水而已。

和手機處理器不同，嵌入式市場從來就不是軍備競賽，用戶選擇遷移平臺也非常謹慎。所以Salas認為，盡管有公司早在幾年前就開發(fā)了M3內(nèi)核單片機，但時至今日， M3市場仍未飽和，還擁有大量的8位、16位單片機潛在用戶，同時由于很多32位單片機廠商目前所作的只是Design in階段，Silicon Labs完全有能力獲得M3的市場份額。

其實Silicon Labs在推出8051單片機時，8051的市場已經(jīng)延續(xù)了十余年，Silicon Labs仍然可以取得10億顆以上的出貨量，足以見得一顆經(jīng)典的內(nèi)核對于MCU的影響有多重要。如果M3內(nèi)核可以如8051一樣經(jīng)典，那么Silicon Labs晚個兩三年推出產(chǎn)品也絲毫不會受到影響。

Precision32：解決設(shè)計中的八個挑戰(zhàn)

Precision英文的意思是精確，Silicon Labs專門注冊了該商標，足以見得對于32位單片機市場的重視。

Salas給出了單片機設(shè)計中的八個關(guān)鍵挑戰(zhàn)，其中包括：開發(fā)時間、外設(shè)規(guī)劃、模擬集成、系統(tǒng)級規(guī)劃、成本、設(shè)計流程、功耗以及上市時間，并表示Precision32的獨特魅力，就是能一舉解決這八個挑戰(zhàn)。

對于縮短開發(fā)周期，Silicon Labs開發(fā)了基于GUI的“AppBuilder”，用戶可以利用圖形化方式進行初始化及配置，具體的操作流程為：選擇外設(shè)，添加/更改屬性，設(shè)置時鐘模式，配置引腳，之后便可由編譯器直接生成Keil、IAR以及GNU源代碼，開發(fā)者甚至無需閱讀數(shù)據(jù)手冊或?qū)W習(xí)寄存器設(shè)置便可上手。

對于外設(shè)規(guī)劃，Silicon Labs開發(fā)了Crossbar專利架構(gòu)，通過芯片內(nèi)部的兩個crossbar，可以連接任意I/O功能到不同引腳，這種靈活的I/O配置可以簡化電路板設(shè)計，甚至減少PCB布線層。現(xiàn)在，大多數(shù)MCU也提供相應(yīng)的管腳配置，但每個引腳上僅支持一種或兩種功能，不如Crossbar靈活。另外用戶可以利用AppBuilder進行引腳配置，避免造成引腳間的沖突，這也是其他MCU供應(yīng)商沒有提供的。

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對于模擬集成，實際上早在8位單片機市場中，Silicon Labs的數(shù)模混合就已經(jīng)被業(yè)界所認可。Precision32包括2個12位ADC，最大28個通道，支持交錯模式、可編程自動掃描模式和突發(fā)模式，2個比較器可根據(jù)用戶需求選擇低功耗或高性能模式，2個10位DAC利用緩沖器最高可支持12位模式。Salas特別強調(diào)，Precision的模擬特性適用于整個電壓和溫度范圍。

對于系統(tǒng)級規(guī)劃，Precision32內(nèi)置振蕩器，同時也可以利用USB時鐘，這使其在頻率選擇上具有靈活性，同時內(nèi)置片內(nèi)電壓調(diào)節(jié)器，以及DC-DC控制器，并且支持5V驅(qū)動I/O，用戶在系統(tǒng)規(guī)劃上，無需為此考慮過多。

對于成本，這應(yīng)該是Precision32最大的賣點之一。Precision32內(nèi)部集成了振蕩器，電壓調(diào)節(jié)器，LED背光控制器，高驅(qū)動輸出，電容觸摸傳感器，USB PHY和模擬前端，根據(jù)Silicon Labs的官方資料，集成的模擬元器件最多可為用戶節(jié)約1.34美元，而Precision32的定價則從2.2美元起，這對于成本敏感的嵌入式市場來說，無疑是一個較好的選擇。

對于簡化設(shè)計，Precision32內(nèi)置6個高驅(qū)動能力I/O，能夠直接驅(qū)動LED、MOSFET、蜂鳴器以及小電機，開發(fā)人員無需在板上設(shè)計驅(qū)動電路或附加元器件，大大簡化了用戶對于輸出電路的設(shè)計。

對于功耗，正如文章開始所描述的，Silicon Labs在8位單片機中就以低功耗見長，32位產(chǎn)品亦是如此。在80MHz工作模式下，整個芯片功耗為22mA，而在休眠模式中，RTC啟動時只有350nA，RTC停止時不足100nA，與德州儀器推出的MSP430不相上下。

對于加速產(chǎn)品上市時間，Silicon Labs除了提供AppBuilder之外，兼容Keil及IAR等第三方開發(fā)工具，同時也包括足夠充分的軟件庫。開發(fā)套件包括入門級、增強型以及I/O擴展卡，RF擴展卡等一些功能。

   
Linley Group出具的報告顯示，Precision32和主要競爭對手相比，具有一些獨特的功能，包括crossbar、高驅(qū)動I/O以及電容式觸摸屏接口，一切表明，這家以8位MCU擅長的廠商，做好了挑戰(zhàn)32位單片機大佬們的準備。