新應(yīng)用對MCU提出新要求

近年來，智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能家具、汽車電子、醫(yī)療電子、照明等均是新興MCU應(yīng)用領(lǐng)域，對MCU提出了新要求。

對MCU的共性要求

新興的MCU應(yīng)用領(lǐng)域，跨越了幾個不同的市場，其針對的目標用戶群也有所不同，但仔細分析這些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)CU的要求，還是有其共通之處，其主要包含了以下幾個方面：

1.高集成度，小型化。為了滿足這些目標應(yīng)用的要求，對MCU的集成度要求越來越高，從最初的Intel的8051 MCU到現(xiàn)在的百花齊放，其中，除了系統(tǒng)構(gòu)架的變化外，變化最大的是MCU中集成的模擬部分越來越多，包含有模擬輸入/輸出、驅(qū)動等，如通常可看到的8bit、10bit、12bit ADC/DAC，電壓比較器、PWM輸出、LCD驅(qū)動等等，部分MCU甚至集成了LDO，增加了I/O口的驅(qū)動能力等。MCU逐步向SoC靠攏以滿足各種應(yīng)用需求。

2.高可靠性。隨著產(chǎn)品的不斷發(fā)展，可靠性也要求越來越高。汽車電子的高可靠性要求不用再說，新興應(yīng)用領(lǐng)域中，智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子、照明等都是高可靠性要求的應(yīng)用。

3.低功耗。新興的MCU應(yīng)用領(lǐng)域，很多的應(yīng)用都是涉及能量管理，主要目的是提高能效，如智能電網(wǎng)、照明等，部分應(yīng)用環(huán)境使用電池供電，如醫(yī)療電子、物聯(lián)網(wǎng)等，這就要求MCU具備較低的功耗以滿足各種應(yīng)用的要求。

4.更高的處理速度。新興的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)CU的處理速度的要求也越來越高，8bitMCU的應(yīng)用正在向16bit、32bitMCU轉(zhuǎn)移，更精確的測量和控制、更好的能效都需要有更復雜的數(shù)學模型和運算，為滿足運算的要求，部分MCU增加了硬件的乘除法器，以滿足能耗和運算速度的需求。

為應(yīng)對這些新興應(yīng)用領(lǐng)域的要求，可以看到，全球領(lǐng)先的MCU廠家都在大力推廣32bit、低功耗、高處理速度的MCU產(chǎn)品，以Silicon Labs的MCU為例，其新推出的32bit SIM3系列產(chǎn)品就是應(yīng)對這些市場需求推出的，其最高處理速度可以到80MHz，并包含了硬件的乘除法器，保證了各種運算的處理速度。同時，在其系列產(chǎn)品中，待機功耗都降到了nA級，并集成了多種模擬器件，如SIM3U系列，除了集成ADC/DAC/PWM/LCD驅(qū)動/電壓比較器/低電壓檢測等等外，還額外集成了LDO在MCU中，僅用單一5V的USB供電，就可以保證MCU所有功能模塊的使用，同時，有5個高壓、大電流驅(qū)動口，無需使用電平轉(zhuǎn)換芯片。

新要求促生新發(fā)展

MCU新的應(yīng)用，由于新型MCU具備了高集成度、小型化、低功耗、高可靠性、高運算速度的特性，帶來了很多直接或間接的競爭優(yōu)勢：1.MCU的高集成度、小型化，其直接帶來產(chǎn)品的成本競爭優(yōu)勢，高集成度使電子產(chǎn)品不需要更多的外圍器件，單片解決。同時，高集成度帶來的小型化，使產(chǎn)品設(shè)計更加精巧，也給產(chǎn)品的外觀、模具、PCB、生產(chǎn)等帶來間接的成本優(yōu)勢。2.高可靠性帶來產(chǎn)品失效率的大幅提升，也帶來產(chǎn)品的成本優(yōu)勢。3.低功耗帶來更小的能源消耗，使用小容量的電池就能滿足應(yīng)用需求，使產(chǎn)品有更長的使用壽命，帶來生產(chǎn)成本和市場競爭優(yōu)勢。4.高的處理速度可完成更復雜的算法，帶來更精確的測量和控制，也能有效地節(jié)省應(yīng)用成本。

隨著電子產(chǎn)品的日益普及能效管理的進一步推進，未來的MCU將會在上述的幾個重要特性上發(fā)展。

（本文作者 世強電訊市場總監(jiān) 魏繼烈）