集成整合設(shè)計(jì)理念大行其道 MCU與模擬器件整合潮流到來?

集成整合的設(shè)計(jì)理念大行其道。數(shù)字芯片是當(dāng)前業(yè)界矚目的焦點(diǎn)，但是即便數(shù)字IC的性能再優(yōu)異，如果沒有模擬IC的搭配，無法充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。因此，模擬器件必然成為整合大潮中的一份子。MCU集成模擬外設(shè)便是這一市場(chǎng)趨勢(shì)的具體體現(xiàn)。

隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹碓叫枰獙⒏鞣N外界物理量，如溫度、壓力、流量等，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這是未來物聯(lián)網(wǎng)概念基本的體現(xiàn)。在整個(gè)鏈路中，傳感器可將物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)由放大及信號(hào)調(diào)理電路對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，而MCU則可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并產(chǎn)生控制數(shù)字信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換并變成電壓/電流，驅(qū)動(dòng)外部的開關(guān)/繼電器等執(zhí)行器件，最終通過各種接口進(jìn)行通信。由此可見，MCU與模擬器件在功能上有越來越多的結(jié)合。因此，從系統(tǒng)的角度來看，將MCU與模擬器件集成具有市場(chǎng)意義。

首先，它可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)具有更高的集成度。其次，在減少M(fèi)CU外圍器件的同時(shí)，也減少了工程師設(shè)計(jì)時(shí)出錯(cuò)的可能性，從而提高了系統(tǒng)的可靠性、工程師設(shè)計(jì)的便利性。最后，可以減小板級(jí)尺寸，對(duì)產(chǎn)品的輕薄化有利，甚至還有可能降低系統(tǒng)成本。這使得MCU的集成化趨勢(shì)在近幾年來得到了很好的演繹，一些國際領(lǐng)先的大廠商也開始了這方面的研發(fā)。不僅ARM陣營的MCU大廠開始集成模擬外設(shè)，MIPS陣營的MCU廠商也在積極推出相關(guān)產(chǎn)品。如Microchip公司近年來在MCU與模擬模塊集合上便有相當(dāng)建樹，推出了系列產(chǎn)品。

當(dāng)然，這種集合也存在相當(dāng)多的挑戰(zhàn)。畢竟模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)理念存在諸多不同，將兩個(gè)存在矛盾的功能塊結(jié)合在一起時(shí)，倘若芯片內(nèi)部處理不好的話，將降低整個(gè)芯片及系統(tǒng)的性能。另外，中國的工程師更擅長軟件編程和數(shù)字電路設(shè)計(jì)，這些方面相對(duì)更容易快速掌握。而具有模擬電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師則需要長時(shí)間的培養(yǎng)。這使得工程師在電路設(shè)計(jì)時(shí)，擅長對(duì)數(shù)字電路(MCU)方面的設(shè)計(jì)，而對(duì)于外圍的模擬功能塊，則只能參考芯片廠家提供的參考設(shè)計(jì)以及有限的技術(shù)支持。