誰來顛覆低價(jià)8位MCU游戲規(guī)則?

【導(dǎo)讀】實(shí)際上，很多過去用于工業(yè)市場(chǎng)的技術(shù)正被移植到家用電器中。例如，一些多年來一直被用于工業(yè)市場(chǎng)的技術(shù)，如感應(yīng)加熱和變頻驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)在已經(jīng)被移植到消費(fèi)電子和家用電器市場(chǎng)。由于消費(fèi)市場(chǎng)具有低功耗、低價(jià)格的特點(diǎn)，當(dāng)前MCU大廠正集中火力急攻低價(jià)低階MCU市場(chǎng)。其中，尤以ST、英飛凌、飛思卡爾、NXP動(dòng)作吸引眼球。

摘要：  實(shí)際上，很多過去用于工業(yè)市場(chǎng)的技術(shù)正被移植到家用電器中。例如，一些多年來一直被用于工業(yè)市場(chǎng)的技術(shù)，如感應(yīng)加熱和變頻驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)在已經(jīng)被移植到消費(fèi)電子和家用電器市場(chǎng)。由于消費(fèi)市場(chǎng)具有低功耗、低價(jià)格的特點(diǎn)，當(dāng)前MCU大廠正集中火力急攻低價(jià)低階MCU市場(chǎng)。其中，尤以ST、英飛凌、飛思卡爾、NXP動(dòng)作吸引眼球。

關(guān)鍵字：  32位單片機(jī)，家用電器

在以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新興產(chǎn)業(yè)以及高性能應(yīng)用的強(qiáng)有力的推動(dòng)下，32位單片機(jī)無論在性能、價(jià)格、功耗，還是在市場(chǎng)應(yīng)用上，均獲得長(zhǎng)足進(jìn)展。在32位單片機(jī)廠商中，仍舊以美國(guó)、歐洲廠商為主導(dǎo)，譬如意法半導(dǎo)體(ST)、飛思卡爾(Freescale)，微芯科技(Microchip)和德州儀器等?？上驳氖?，國(guó)內(nèi)以盛揚(yáng)半導(dǎo)體(Holtek)、中國(guó)臺(tái)灣義隆、中國(guó)深圳宏晶等為代表的廠商，也正在嘗試涉足32位單片機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)。相信在不久的未來，中國(guó)將有越來越多的單片機(jī)廠商進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，和歐美廠商進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

實(shí)際上，很多過去用于工業(yè)市場(chǎng)的技術(shù)正被移植到家用電器中。例如，一些多年來一直被用于工業(yè)市場(chǎng)的技術(shù)，如感應(yīng)加熱和變頻驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)在已經(jīng)被移植到消費(fèi)電子和家用電器市場(chǎng)。消費(fèi)市場(chǎng)具有低功耗、低價(jià)格的特點(diǎn)，鑒于此，當(dāng)前MCU大廠正集中火力急攻低價(jià)低階MCU市場(chǎng)。其中，尤以ST、英飛凌、飛思卡爾、NXP動(dòng)作吸引眼球。

加入低價(jià)戰(zhàn)局 ST發(fā)售0.32美元32位元MCU

意法半導(dǎo)體(ST)發(fā)表售價(jià)達(dá)0.32美元32位元微控制器(MCU)。繼英飛凌(Infineon)、恩智浦(NXP)及飛思卡爾(Freescale)之后，意法半導(dǎo)體亦推出首款價(jià)格逼近8位元的32位元MCU-- STM32F030，并具備入門級(jí)32位元MCU中少見的功能，藉此大幅提升該款產(chǎn)品的性價(jià)比，準(zhǔn)備大舉搶攻8位元MCU市場(chǎng)。

意法半導(dǎo)體微控制器產(chǎn)品部產(chǎn)品行銷經(jīng)理Patrice Hamard表示，該公司借重制程、封裝及測(cè)試最佳化的組合，開發(fā)出超低價(jià)入門級(jí)32位元MCU，準(zhǔn)備積極搶攻8位元市場(chǎng)版圖。系統(tǒng)客戶經(jīng)常面臨效能和成本難以取舍的頭痛問題，因此該公司發(fā)布兼具8位元價(jià)格與32位元性能優(yōu)勢(shì)的低價(jià)32位元MCU，助力系統(tǒng)業(yè)者設(shè)計(jì)出不犧牲產(chǎn)品性能，又具成本競(jìng)爭(zhēng)力的方案。

據(jù)了解，囿于成本限制，過去市面上入門級(jí)32位元MCU鮮見搭載內(nèi)部即時(shí)時(shí)脈(RTC)、五條直接記憶體存取(DMA)通道及業(yè)界安全標(biāo)準(zhǔn)的功能，而意法半導(dǎo)體基于Cortex-M0核心開發(fā)的STM32F030則全數(shù)配備上述功能。

由于STM32F030支援五條DMA通道，可同步進(jìn)行快閃記憶體代碼執(zhí)行與DMA資料傳輸，有助于簡(jiǎn)化應(yīng)用開發(fā)，提高效能;另配備的業(yè)界安全標(biāo)準(zhǔn)功能，包括硬體隨機(jī)存取記憶體(RAM)同位元檢查、時(shí)脈安全系統(tǒng)(CSS)、循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)等。

Hamard指出，意法半導(dǎo)體新發(fā)布的超低價(jià)32位元MCU除具備市面上入門級(jí)32位元MCU少有的功能外，亦支援豐富的周邊，有助吸引更多既有采用8位元或16位元MCU開發(fā)產(chǎn)品的系統(tǒng)商青睞，擴(kuò)大該公司在入門級(jí)32位元MCU的市占。

據(jù)悉，STM32F030主要系瞄準(zhǔn)家電、工業(yè)控制及消費(fèi)性電子應(yīng)用，其配備家電應(yīng)用所需的功能，如12位元類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器(ADC)、計(jì)時(shí)器、 RTC及內(nèi)部整合電路(I2C)快速模式等;以及工業(yè)控制應(yīng)用必備的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通訊介面和RTC精準(zhǔn)度達(dá)0.95ppm要求;另有消費(fèi)性電子應(yīng)用常見的高解析度多媒體介面(HDMI)消費(fèi)性電子控制(CEC)通道支援。

低價(jià)32位MCU來勢(shì)洶洶 全面淘汰8位MCU

低價(jià)32位元微控制器(MCU)將蠶食8位元微控制器生存空間。英飛凌(Infineon) 瞄準(zhǔn)低階工業(yè)控制市場(chǎng)以及家電產(chǎn)品、幫浦(Pump)、風(fēng)扇和電動(dòng)自行車的簡(jiǎn)易馬達(dá)等應(yīng)用產(chǎn)品，推出定價(jià)介于8位元微控制器價(jià)格區(qū)間的32位元微控制器系列產(chǎn)品，并宣誓要全面取代8位元系列微控制器。

英飛凌工業(yè)及多元電子微控制器部門資深協(xié)理Stephan Zizala表示，英飛凌推出具8位元價(jià)格的工業(yè)用32位元微控制器系列產(chǎn)品，有助激勵(lì)客戶從8位元轉(zhuǎn)換為32位元架構(gòu)

英飛凌工業(yè)及多元電子微控制器部門資深協(xié)理Stephan Zizala表示，工業(yè)和消費(fèi)性裝置廠商亟需具成本優(yōu)勢(shì)、創(chuàng)新周邊功能及硅知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)保護(hù)措施等特色的微控制器，因此英飛凌采用臺(tái)積電的65納米 (nm)嵌入式快閃記憶體技術(shù)以及12寸晶圓制程，打造新一代32位元、搭載安謀國(guó)際(ARM)Cortex-M0核心的微控制器系列產(chǎn)品，以符合低階馬達(dá)控制、白色發(fā)光二極體(LED)照明、電源轉(zhuǎn)換、工業(yè)自動(dòng)化等市場(chǎng)需求。

Zizala進(jìn)一步指出，目前32位元、16位元、4/8位元微控制器的市占分別為35%、30%、31%，不過，8位元微控制器處理高階計(jì)算的能力已遇到瓶頸，因此高性價(jià)比的32位元微控制器將會(huì)成為制造商的理想選擇。

在臺(tái)積電的制程助力之下，英飛凌此次推出的32位元微控制器系列價(jià)格介于0.25歐元～1.25歐元，與8位元微控制器價(jià)位不分上下。此外，為補(bǔ)強(qiáng) Cortex-M0不具浮點(diǎn)運(yùn)算單元(Floating-point Unit)而計(jì)算能力較弱的缺點(diǎn)，英飛凌特別在微控制器中加入數(shù)學(xué)協(xié)同處理器，其余周邊還包含特殊用途計(jì)時(shí)器(Timer)、馬達(dá)定位介面、模擬數(shù)位轉(zhuǎn)換器(ADC)等，這兩大特點(diǎn)將可望成為英飛凌于低價(jià)32位元微控制器市場(chǎng)后發(fā)先至的關(guān)鍵因素。

據(jù)了解，英飛凌XMC系列微控制器產(chǎn)品架構(gòu)目前可分為兩大塊，其一針對(duì)中高階工業(yè)控制，如工業(yè)馬達(dá)、電力與能源、工廠自動(dòng)化等應(yīng)用領(lǐng)域，另一大塊則是低階工業(yè)控制，如感測(cè)器、驅(qū)動(dòng)器(Actuator)、LED照明、電源轉(zhuǎn)換或無刷直流(BLDC)馬達(dá)控制等，而未來英飛凌將加速開拓低階系列微控制器產(chǎn)品，且使用低價(jià)32位元微控制器產(chǎn)品線逐步淘汰舊有8位元微控制器產(chǎn)品線。[!--empirenews.page--]

值得注意的是，2013年下半年英飛凌將積極部署IP保護(hù)市場(chǎng)。Zizala表示，當(dāng)微控制器硬體走低價(jià)路線，利用軟件獲利的可能將相對(duì)提升，為遏止價(jià)值鏈軟件拷貝現(xiàn)象，及避免不夠精確的授權(quán)金商業(yè)模式，未來英飛凌的微控制器系列產(chǎn)品中將于隱藏記憶體中存有一組金鑰，該組金鑰將經(jīng)由專業(yè)加密，并由原始設(shè)計(jì)制造商(ODM)將加密軟件嵌入芯片，使芯片具有讀取保護(hù)(Read Protect)功能。

游戲變革者——恩智浦LPC800 革新32位單片機(jī)

恩智浦半導(dǎo)體(NXP Semiconductors) 最新發(fā)佈的一款32位微控制器LPC800，專為8位元的需求所設(shè)計(jì)，在簡(jiǎn)單、易用的特性上具有革命性突破。此新品推出代表恩智浦的重大舉措，將取代8位微控制器。LPC800採(cǎi)用少引腳數(shù)封裝，提供簡(jiǎn)單易用的周邊設(shè)備，除滿足8位元應(yīng)用所需的基本功能，亦提供 32位元能力及ARM Cortex-M0+處理器的出色功效。在不增加復(fù)雜性的情況下，LPC800把靈活度提升至另一個(gè)新水平，提供可改變市場(chǎng)的功能，例如一個(gè)全新、靈活的矩陣切換(switch matrix)，只需一行代碼或組態(tài)工具上的一次點(diǎn)擊，即可讓設(shè)計(jì)人員為任一引腳分配各種on-chip周邊設(shè)備。

LPC800提供簡(jiǎn)單、無驅(qū)動(dòng)程式的操作。低階驅(qū)動(dòng)程式使I2C和UART不再佔(zhàn)用快閃記憶體空間，僅需簡(jiǎn)單的API唿叫即可操作這些周邊設(shè)備。同樣地，功耗管理簡(jiǎn)化成單次API唿叫。LPC800使用64位元分頁讀取快閃記憶體，簡(jiǎn)化代碼管理，并可用于類比EEPROM以進(jìn)行資料存儲(chǔ)。

LPC800基于超低功耗的30-MHz ARM Cortex-M0+處理器，可與Cortex-M架構(gòu)和指令集完全相容，提供優(yōu)于8/16位元架構(gòu)的代碼密度。Cortex-M0+具有兩級(jí)管線 (pipeline)，可在改善效能的同時(shí)降低功耗。此外，LPC800充分利用Cortex-M0+周邊匯流排，允許對(duì)GPIO進(jìn)行單循環(huán)存取。這些特性讓LPC800可提供確切的即時(shí)效能，亦為8位元開發(fā)人員所需的關(guān)鍵要求。

LPC800具備兩大創(chuàng)新特性：為8位元開發(fā)人員提供了更高的靈活性，以及利用基于GUI的組態(tài)工具達(dá)到更佳控制。靈活的矩陣切換使設(shè)計(jì)人員可為幾乎任一引腳分配on-chip周邊I/O。透過幫助緩解PCB走線擁擠的情況，矩陣切換器將實(shí)現(xiàn)更低成本的PCB。

飛思卡爾Kinetis L系列—8位MCU的終結(jié)者

飛思卡爾采用ARM Cortex M0+內(nèi)核的Kinetis L系列產(chǎn)品在2012年9月25日就開始大量供應(yīng)了，并在2012工業(yè)計(jì)算機(jī)及嵌入式系統(tǒng)展上重點(diǎn)展示了此解決方案。

Kinetis L的“L”即Low Power和Low cost的意思。在MCU廠商2011年市場(chǎng)份額排名中占據(jù)第二位的飛思卡爾的一舉一動(dòng)，都會(huì)引起業(yè)內(nèi)的極大關(guān)注。

此產(chǎn)品推出后，會(huì)先吃掉16位MCU市場(chǎng)，然后會(huì)擠掉8位市場(chǎng)，正是因?yàn)長(zhǎng)系列的低成本、低功耗、高性能，會(huì)解決原來選擇8位而不選擇32位MCU的應(yīng)用。現(xiàn)在的市場(chǎng)與十年前不一樣了，伴隨著產(chǎn)品小型化、簡(jiǎn)單化趨勢(shì)發(fā)展，觸摸控制、LED、物聯(lián)網(wǎng)的興起，對(duì)于MCU的要求也更強(qiáng)調(diào)性能和效率。由此，Kinetis L系列應(yīng)運(yùn)而生。

先來一起看看Kinetis L系列有哪些特色：

1、 采用ARM Cortex M0+內(nèi)核。這是能效最高的內(nèi)核，與ARM Cortex-M0內(nèi)核相比，具有更好的能效、性能和調(diào)試功能，同時(shí)保證所有指令集和工具的完全兼容。

2、 功耗更低，效率更高。Kinetis L系列采用飛思卡爾90納米薄膜存儲(chǔ)器 (TFS) 技術(shù)，通過低功耗 MCU平臺(tái)、操作模式和節(jié)能外設(shè)實(shí)現(xiàn)出色的能效。10種低功率操作模式可供選擇，使設(shè)計(jì)人員能夠極精確地控制系統(tǒng)功耗。這些模式還可使MCU能夠從省電狀態(tài)快速喚醒，待處理完數(shù)據(jù)后迅速返回休眠模式，從而延長(zhǎng)應(yīng)用程序的電池壽命。

3、 兼容性好，產(chǎn)品線廣。此系列產(chǎn)品根據(jù)存儲(chǔ)空間大小有KL0到KL4很多產(chǎn)品型號(hào)，可以供客戶自由選擇，并且所有產(chǎn)品引腳均兼容，畫好的電路板不用改變就可以嵌入不同的處理器滿足不用的設(shè)計(jì)需求。

4、 體積更小。為了滿足手持應(yīng)用產(chǎn)品小型化的要求，Kinetis L系列封裝更小，最大的KL0也就4*4mm2。

5、 給力的開發(fā)工具。Freedom是飛思卡爾推出的一款小型的超低成本開發(fā)系統(tǒng)，其尺寸大小與Arduino平臺(tái)兼容，內(nèi)含一套豐富的第三方擴(kuò)展板選項(xiàng)和下一代 USB 調(diào)試接口。