到底拼什么？評2012年MCU低功耗之戰(zhàn)

低功耗一直是芯片廠商競相爭奪的領(lǐng)域，今年戰(zhàn)況尤為激烈，從3月份以來，市場上出現(xiàn)各種基于M0、M3內(nèi)核的產(chǎn)品，薩、飛思卡爾、德儀、Microchip這四大巨頭也都標(biāo)榜自己的產(chǎn)品在低功耗方面如何卓越，每個(gè)廠商對于降低功耗都有不同的處理方式，但是低功耗之戰(zhàn)，拼的到底是什么?

低功耗，拼的到底是什么?

飛思卡爾今年8月份舉辦的FTF北京站上的一例功耗對比的demo演示引發(fā)了一系列的低功耗之爭，在那一場比賽中Kinetis L完勝。但是，也有業(yè)內(nèi)人士表示，這個(gè)實(shí)驗(yàn)只是通過跑一段程序就說明哪家MCU更省電，有些片面，畢竟MCU還要從外設(shè)功耗、待機(jī)功耗等綜合考量。于是，MCU幾大家族紛紛搬出自己的看家之作，TI的金剛狼、瑞薩的RL78家族、Microchip的PIC XLP技術(shù)。

作為低功耗MCU的引領(lǐng)者，MSP430一直都是業(yè)界追趕的對象，而今年3月份德州儀器重磅推出MSP430 MCU“金剛狼”系列，取義美國漫畫中同名角色，有利爪，善于硝砍，將微控制器的功耗硝砍了一半。“金剛狼”的重要升級是將鐵電第一次植入MCU內(nèi)部，通過較低的電壓實(shí)現(xiàn)較Flash快10倍的擦寫速度。而綜合考慮，鐵電的工藝相當(dāng)于Flash的1/250功耗。此外，金剛狼的工藝平臺采用德儀自主開發(fā)的130nm超低漏電流工藝，使得金剛狼的漏電流降低10倍以上，。當(dāng)然，外設(shè)功耗的大小同樣影響MCU整體功耗，“金剛狼“內(nèi)置了一個(gè)12位的ADC，采用逐次逼近型架構(gòu)，最低運(yùn)行功耗只有75uA。

不過，對于金剛狼在期間漏電流及ADC外設(shè)上低功耗的優(yōu)化而成為低功耗之王的說法，Microchip并不這么認(rèn)為。隨著ARM今年3月份，Microchip就推出了具有多種全新低功耗休眠模式且號稱工作電流業(yè)界最低的PIC24F“GA3”16位閃存MCU系列，150 μA/MHz工作電流，以及6個(gè)DMA通道，從而允許以更低的功耗、更大的吞吐量執(zhí)行程序。Microchip的“PIC24F“GA3”系列通過低電壓休眠模式和VBAT的應(yīng)用將工作電流降低至僅有150 μA/MHz，這是業(yè)界16位閃存單片機(jī)中，電流消耗最低的。

值得一提的是，在嵌入式控制器世界中，Microchip PIC是一個(gè)獨(dú)特的架構(gòu)，好處是Microchip不僅可以控制自己的產(chǎn)品，還可以控制內(nèi)核?？梢愿鶕?jù)市場需求調(diào)整。

與此同時(shí)，飛思卡爾推出了業(yè)界首款基于ARM Cortex M0+處理器的Kinetis L系列，這一系列MCU是在“能效”方面做文章，采用90nm LP工藝制造，核心面積僅0.04mm2，每MHz單位頻率功耗的電流、功耗分別為9uA，11uW。性能則達(dá)到了1.77CoreMark/MHz,0.93DMIPS/MHz。雖然擁有自身ColdFire核，但飛思卡爾現(xiàn)在已義無返顧地加入了ARM陣營，第一個(gè)發(fā)布基于Cortex-M4核的產(chǎn)品，而現(xiàn)在在Cortex-M0+發(fā)布時(shí)又再次搶先。

花落誰家

究竟誰的功耗更低? TI的金剛狼技術(shù)中由于整合了FRAM技術(shù)，而ARM將其視為外設(shè)，ARM只比較內(nèi)核，因?yàn)锳RM本身只做內(nèi)核。但對于用戶來說，只會比較芯片本身，不會比較核本身時(shí)。MSP430宣揚(yáng)的是low power(代功耗)，而ARM宣揚(yáng)的是high efficience(高效率)。“效率”是飛思卡爾在Kenetis L系列極力推崇的。“我們討論的是效率，而不是誰最低功耗。”飛思卡爾半導(dǎo)體工業(yè)和多元市場微控制器部亞太區(qū)市場經(jīng)理曾勁濤也多次表示。

由此可見，面對大多數(shù)應(yīng)用環(huán)境，需要綜合考慮存儲容量，而且還要分析工作中關(guān)閉/休眠/待機(jī)/運(yùn)行等動(dòng)作的具體比例以及對于處理性能及應(yīng)用場合的特殊需求。

單片機(jī)評測和CPU不同，不能通過簡單的幾項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行評定，這一切讓單片機(jī)未來的競爭更加多變，當(dāng)然也更加激烈。

編輯認(rèn)為，不單要單純的比較單片機(jī)的最低功耗，還應(yīng)當(dāng)視具體的應(yīng)用環(huán)境而定。

ARM笑而不語

今年3月份以來，市場上一下子出來很多基于M0、M3內(nèi)核的產(chǎn)品，而且都是傳統(tǒng)的單片機(jī)廠商，著實(shí)讓德儀、Microchip等這些大牌捏了一把汗?？梢哉f，所有低功耗的MCU都離不開ARM，2012年可謂ARM最為風(fēng)光成功的一年，在移動(dòng)互聯(lián)生態(tài)中如魚得水，相信接下來的三年ARM便是肯下服務(wù)器市場這塊硬骨頭了。

對于如今8位市場的老大——Microchip公司來說，喊著替代8位機(jī)口號的Cortex-M0+絕對不是善茬。

前有M0，現(xiàn)在有M0+，ARM的決心可見一斑，并且集合了一批對這個(gè)市場很有想法的同盟軍。8位機(jī)用戶用戶向32位遷移時(shí)，一個(gè)很大的顧慮就在于擔(dān)心32位太復(fù)雜。而Cortex-M0+架構(gòu)本身很簡單，解碼簡單。