摘要： 飛思卡爾的MCU正向廣泛的智能嵌入式控制領域滲透，尋找用武之地。飛思卡爾半導體(中國)有限公司高級市場營銷及業(yè)務拓展經(jīng)理黃耀君先生就MCU發(fā)展趨勢進行分享。
關鍵字： 飛思卡爾， MCU， 32位微控制器，
飛思卡爾的MCU正向廣泛的智能嵌入式控制領域滲透，尋找用武之地。在易維訊主辦的第二屆“產(chǎn)業(yè)和技術趨勢媒體研討會”上，飛思卡爾半導體(中國)有限公司高級市場營銷及業(yè)務拓展經(jīng)理黃耀君先生就MCU發(fā)展趨勢和用戶需求變化/挑戰(zhàn)做出了相應的闡述，并進行非常具體的技術性分析。
未來MCU的發(fā)展趨勢?
(1)高低端用戶的期待
“在跟客戶交流的過程中，我了解到：關于對微控制器的選擇，中小型客戶傾向于稍微高端一點的，因為他們希望在將來功能提升的時候不用換設備?！秉S耀君說，“當然，業(yè)界也推出了一些低于50美分的32位微控制器，在現(xiàn)在來說這個價格是相當?shù)偷摹！?/P>
同時，除了低端之外，在高端方面也能看到32位機的應用。以前，一些客戶會選擇信號處理器去做馬達或者電源控制，現(xiàn)在他們或許也會像是否能用32位完成需求。畢竟它在微控制器上比較通用，若萬一因為供貨等各方面原因?qū)е滦枰薷脑O計，8為微處理器會很麻煩的，而使用基于ARM內(nèi)核的32位處理器處理起來就很方便了。正是看到客戶這方面的考慮，飛思卡爾才會在微控制器上根據(jù)不同的方向去選擇低端和高端化應用。
(2)開發(fā)平臺的選擇
此外，飛思卡爾通過第三方或媒體等媒介發(fā)現(xiàn)在國內(nèi)也有很多知名廠商在做32位機。并且，在這個過程中，黃耀君發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象，如果是自己做設計，超過50%的客戶愿意選擇同一個平臺，而不愿更改平臺。正因為看到這個趨勢，飛思卡爾以后可能有機會去統(tǒng)一整個平臺為嵌入式控制的微控制器。飛思卡爾看到這個發(fā)展趨勢，并且也在往這個方向發(fā)展。
(3)安全性和多核趨勢
客戶對微控制器的要求越來越高，如對低功耗的追求，器件安全功能的要求?？蛻舻囊笠矔r刻驅(qū)使著飛思卡爾對微控制器的優(yōu)化(如：M0+功能比M0強，功耗比它低10%左右)。而用來衡量MCU到底有多強的新標準亦隨之出臺，如CoreMark標準。
多核概念在智能手機和平板電腦上很流行，對于微控制器而言，多核也是未來的一大發(fā)展趨勢。黃耀君談到：“在跟客戶交流的時候，我們也看見了客戶對多核的要求，例如MCU的核等等?！?/P>
(4)客戶在高壓方面的要求
在高壓方面，由于MCU需要高電壓的驅(qū)動(主要是驅(qū)動電機)，且客戶還希望芯片更加集成化，畢竟這樣成本會更低。飛思卡爾緊緊把握客戶需求，生產(chǎn)一些高電壓MCU，稍微低一點的可達1.71V，若是需要驅(qū)動馬達，電壓也能達到10幾伏。飛思卡爾會根據(jù)不同需求給客戶提供相應的產(chǎn)品。
客戶有哪些需求?
(1)物聯(lián)網(wǎng)的應用
黃耀君提到，物聯(lián)網(wǎng)的應用，可以是有線，也可以無線的。飛思卡爾的很多客戶在物聯(lián)網(wǎng)方面的應用中，WIFI居多。具體來說，在家庭自動化應用中，ZigBee使用得較多一點;智能抄表的應用領域，sub—GHz使用的較頻繁;另外還有BT/BTLE的使用。如果是點對點，很多客戶就會選擇專用的2.4G，其主要好處是便宜。
現(xiàn)在很多客戶都希望能有一個Linux和uCOSII。eGui是一個新的發(fā)展方向。比如說幫助客戶去做一些設計。最底層就是uCOS，再往上面就是APR的應用層。這個能用于所有醫(yī)療設備(有很多飛思卡爾的客戶也提出了這樣的要求)。在馬達控制上則需要算法庫的支持。對客戶而言，Linux或uCOSII很重要，需求也越來越大。幾年前是1：8，但現(xiàn)在是1：4。主要原因是OS對于圖象的要求越來越高。所以飛思卡爾也根據(jù)具體需求在其產(chǎn)品設計的幾個方面上做了不小的調(diào)整。
圖 物聯(lián)網(wǎng)的應用舉例介紹
此外，還有技術性比較強的upgrade。Upgrade講的主要是一個產(chǎn)品能夠通過USB口，對程序進行更新。如果有新的版本程序出來，馬上插入USB口對其進行更新。這樣做的好處在于，可以直接通過USB口對客戶應用的程序進行更新，而毋須把產(chǎn)品拿回去給供應商，讓他拆下來再做更新。
(2)關于EMC
“關于EMC，有一個很重要的指標?！秉S耀君說，“飛思卡爾在EMC方面也花了很多時間和精力去解決這個功能。當PCB線寬越做越小，要怎樣做才能提升EMC?例如工作頻率提高，又怎么把功耗降低?很明顯，有個不好的地方，那就是EMC會弱，能保護的部分也會越來越少。這是一個成反比的問題，所以飛思卡爾在這方面花了很長時間，把線寬縮小的時候，也同時希望把EMC改良，以保持該有的功能。"
舉例來說，浪涌保護的4.8KV是VEFT的標準，有些客戶也要求10KV、12KV;另外，小封裝的厚度只有0.56毫米?，F(xiàn)在的手機越來越薄，其中很大的原因是我們能把封裝越做越小。黃耀君說，“其實，0.56毫米是不是我們能做的最小的?實際上2×2×0.56毫米才是我們的最小封裝?！?/P>
(3)串口問題
很多客戶要求很多不同的串口，這樣能用的功能就會相應比較多，例如7816、IRDA、LIN、MODEM接口。有的客戶要求5、6個甚至7、8個UART。另外還有SPI、LLC等也是客戶比較關注的問題。
(4)MCU的類型及舉例說明
MCU分兩個類型：第一類是通用MCU，此類MCU不是針對某一個類型的應用，用在任何領域都可以，不同應用外面去加一些零器件即可完成相應功能。在微控制器方面，客戶對兼容性的問題是毋庸置疑的，他們希望看中哪個就能拿來用。[!--empirenews.page--]
第二類是針對某個類型的應用，通常叫做SoC。該類型主要針對量比較大的應用，如電表。例如中國一年會做1億電表(包括出口)，這個量非常大?？蛻魧Τ杀久舾卸群芨?，所以很多廠家也針對量大的產(chǎn)品去做SoC。而其中的風險是很高的，如果做出來的標準不一樣，或者當前的標準改了，那相應的產(chǎn)品就會變成廢品。不過，風險雖高，但回報也很高。
黃耀君還談到SoC的具體應用舉例。物聯(lián)網(wǎng)上應用到的Wireless MCUs，可以說就是一個SoC，準確的說它只是一個內(nèi)部具有MCU的硅片;針對WIFI等做的小模塊，可以用手機、平板、照相機上，其內(nèi)部也集成了WIFI功能;還有打印機也集成了WIFI，不需要插線、也不需要重新設計，只需要買一塊無線模塊，插在商品上都可以。
圖 freescale MCU
當然，MCU也會把一些DSP的功能集成進去，但是現(xiàn)在很多人考慮是否用MCU?因為MCU現(xiàn)在也把DSP的功能集成進去。
飛思卡爾的有些產(chǎn)品是雙核的。除了核之外，做馬達控制和電源有兩個要求，一是要比一般的MCU要快，精度也要更高。如果控制要求比較高，如果MCU有DSP功能就不一樣，會把DSC轉換時間變成1個微秒。如果做電機，需求就比較高，需要針對電機和電源，還需要pS級轉換的時間以及很多浮點功能。飛思卡爾也有多核產(chǎn)品推出，且采用A9核的產(chǎn)品在晚一些推出。
飛思卡爾能為客戶提供什么?
上文談到市場和客戶的需求，那飛思卡爾怎么去滿足客戶的需求呢?黃耀君就此發(fā)表自己的看法。
(1)飛思卡爾MCU產(chǎn)品介紹
其實飛思卡爾的產(chǎn)品有很多，從8位到32位，飛思卡爾為客戶提供了很多通用MCU系列。這幾年，飛思卡爾花很多時間去開發(fā)ARM的新產(chǎn)品，其中包括Cortex-M4，并且有所成就(在M0+和M4上都是業(yè)界率先推出產(chǎn)品)。
圖 飛思卡爾Kinetis通用MCU系列產(chǎn)品
圖 飛思卡爾Kinetis專用MCU系列產(chǎn)品
飛思卡爾推出的L系列的MCU。采用M0+內(nèi)核，功耗比M0要降低15%。
在封裝方面，從小封裝到大封裝，飛思卡爾提供不同組合可供客戶選擇。
另外Kinetis K和X系列，采用CortexM4核，主要是針對性能要求比較高的應用。該系列產(chǎn)品線比較全，有Seg、USB。另外，飛思卡爾有一個針對5伏應用的產(chǎn)品，在今年年終會推出來。
Kinetis K和X系列主要針對1.7-3伏的低功耗、低電量應用。很多客戶對這方面的要求比較高，例如家電、電源，他們也會希望繼續(xù)使用5伏，因為這樣電量比較快。在這方面，飛思卡爾也會推出5伏產(chǎn)品。
黃耀君表示，上文提到除MCU通用之外，還有針對某種應用的專用SoC系列。飛思卡爾現(xiàn)在有三個類似的產(chǎn)品，將來會發(fā)展更多。
第一個方面是W系列，針對無線連接應用，我們把M4的核加一個無線模塊芯片。該系列有兩個產(chǎn)品，一個是Sub-1 GHz，一個是針對2.4GHz的。
針對智能計量應用的M系列，采用ARM M0+ 內(nèi)核。所有iRTC功能都集成進去，具有多個高精度的4x24位 ADC。
圖 不同MCU產(chǎn)品的不同應用
最后，針對多媒體和實時控制芯片。客戶都會用到顯示屏，有時候用兩個處理器去做。另外可能也會用MCU去做實施控制。飛思卡爾將這兩個集成在一起，做成一個單芯片。同時該系列產(chǎn)品還支持兩個方面實時操作系統(tǒng)——Linux和MQX。MQX主要針對實時控制。有很多不同的控制，如果屏不是很大，里面的RAM有1.5MB，能支持雙TFT顯示。它也把PMIC管理單元集成進去。而且它是采用40納米工藝，功耗更低，例如待機功耗上它會比其他90nm產(chǎn)品小3倍左右。
相比ARM9/11而言，A5 的功耗很低。如果針對低功耗，處理器要求不是特別高的話，A5是一個很好的選擇。例如做智能手表，就可以采用A5。手表的功耗要求很低，所以也有客戶希望用A5去做安卓的智能手表。
(2)飛思卡爾部分方案介紹
除了芯片之外，飛思卡爾也會提供很多其他的產(chǎn)品或解決方案給客戶。
采用EKG傳感器模塊的demo案例如圖1，可以連接蘋果產(chǎn)品。通過飛思卡爾處理器，只需用蘋果的產(chǎn)品而不需去醫(yī)院就可以做心電圖。通過其控制板，只需要幾根電極就可以做一個心電圖的應用，最終心電圖形會在手機中顯示出來。
家庭自動化的應用——在家里通過自己的手機控制家里的應用，如圖2。飛思卡爾在這方面提供很多不同的方案，如控制窗簾、開關、分時間段收費并顯示等。
針對雙核飛思卡爾也提供很多應用。如樓宇控制中心方案，如圖3。在香港，幾乎每一樓商業(yè)樓的門口進出的地方都有一個保安室，保安室的監(jiān)控中心會連接到很多開關去監(jiān)控樓宇的安全。對于這樣的監(jiān)控中心，可以用雙核MCU來控制，例如A5可以控制不同的顯示屏，也可以通過界面去連接IP攝像頭。
圖1 采用EKG傳感器模塊的demo案例
[!--empirenews.page--]圖2 家庭自動化的應用方案
圖3 樓宇控制中心方案
黃耀君先生簡介
黃耀君，英文叫YK WANG，于1984年加入摩托羅拉公司。曾在摩托羅拉和飛思卡爾的微控制器(MCU)部門工作，從事包括8位、16位和32位的MCU產(chǎn)品設計和市場營銷工作。目前專注于工業(yè)控制領域的市場營銷及業(yè)務拓展。主要工作是做微控制器，之前是微控制器的定義、生產(chǎn)、設計，再到銷售，負責整個過程。后來轉到市場推廣上去，而且也把客戶的信息帶回去，做微控制器的設計。自2007年以來，他已從香港調(diào)往上海工作。黃先生獲得了香港城市大學數(shù)字信號控制的碩士學位。此外，他還獲得了香港理工大學電子工程領域的高級文憑。
圖 飛思卡爾半導體(中國)有限公司高級市場營銷及業(yè)務拓展經(jīng)理黃耀君
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