物聯(lián)網(wǎng)“攪局” 全球MCU市場(chǎng)排名大震蕩 - 全文

　　由于物聯(lián)網(wǎng)的商機(jī)乍現(xiàn)，配合移動(dòng)設(shè)備不斷加裝傳感器的應(yīng)用趨勢(shì)，全球微控制器（MCU）市場(chǎng)正醞釀新一波的版圖變化。

　　瑞薩RX64M 系列MCU

　　近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，瑞薩也推出提供物聯(lián)網(wǎng)功能的全新RX64M 系列MCU，該系列共包括112個(gè)產(chǎn)品，運(yùn)行頻率為120MHz，并內(nèi)置零等待周期高速閃存，適用于要求高速實(shí)時(shí)性能及大容量存儲(chǔ)器的工業(yè)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員更快速、更高效地開發(fā)出高性能、支持多種通信功能的低功耗工業(yè)設(shè)備。主要特征如下：

　　（1） 采用先進(jìn)的40納米工藝，不僅可以提高片上閃存存儲(chǔ)容量，同時(shí)也降低了功耗，實(shí)現(xiàn)了更高的CPU性能

　　RX64M系列MCU產(chǎn)品采用了先進(jìn)的40納米工藝，不但集成了高達(dá)4MB的業(yè)界最快的閃存（零等待狀態(tài)達(dá)到120 MHz工作頻率）和高達(dá)512 KB的SRAM，而且與瑞薩現(xiàn)有的RX系列產(chǎn)品相比，將運(yùn)行時(shí)的功耗降低了40%。

　?。?）針對(duì)工業(yè)應(yīng)用的廣泛的外設(shè)功能

　　RX64M系列MCU產(chǎn)品除了擴(kuò)充了通信功能，還新增了PWM定時(shí)器功能。此外，新產(chǎn)品還集成了瑞薩現(xiàn)有的 RX600系列MCU產(chǎn)品的功能，可與現(xiàn)有產(chǎn)品高度兼容。通過集成了在工業(yè)應(yīng)用中需求很高的電機(jī)控制定時(shí)器功能和支持IEEE1588的以太網(wǎng)功能，新 MCU系列產(chǎn)品可以提高系統(tǒng)間的同步性能，并為所有類型的電機(jī)控制提供靈活的支持。除了可以支持通用串口通信之外，這些產(chǎn)品還可以支持兩個(gè)USB接口（主/從/OTG）和兩個(gè)以太網(wǎng)MAC、SD主機(jī)接口、QSPI（四線串行外設(shè)接口）等高速通信功能。而且，該系列產(chǎn)品還帶有加密功能，可增強(qiáng)這些通信功能的可靠性及健壯性。

　?。?） 可支持硬件和軟件開發(fā)需求的強(qiáng)大開發(fā)環(huán)境

　　為了能使用戶迅速投入到開發(fā)中，瑞薩和多家第三方工具開發(fā)商共同構(gòu)筑起了豐富的RX開發(fā)工具生態(tài)系統(tǒng)支持 RX64M系列MCU產(chǎn)品，例如Micrium、Express Logic、CMX 、SEGGER和freeRTOS等開發(fā)商。無論是瑞薩的基于Eclipse的e2 Studio集成開發(fā)環(huán)境（IDE），還是IAR Systems公司的“面向RX的嵌入式工作臺(tái)”（EWRX ） IDE都可以支持RX64M系列產(chǎn)品的完整構(gòu)建和調(diào)試。除了帶有瑞薩E1片上調(diào)試器（JTAG接口 ）的RX64M系列產(chǎn)品入門套件，瑞薩還提供了囊括了各種內(nèi)置外設(shè)驅(qū)動(dòng)軟件的RX驅(qū)動(dòng)程序包。同時(shí)，瑞薩還準(zhǔn)備了一套交互式、基于GUI的代碼生成工具，并將其集成到e2 Studio中，并允許用戶自動(dòng)生成初始化程序和MCU外設(shè)驅(qū)動(dòng)代碼。瑞薩將自2014年3月起逐步引入這些能有效減少RX64M硬件和軟件開發(fā)步驟和成本的軟件工具。

　　詳細(xì)資料可參閱：【瑞薩】RX64M系列簡(jiǎn)介

　　緊跟物聯(lián)網(wǎng)步伐，PIC單片機(jī)輕松添加無線連接

　　消費(fèi)電子也是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，靠著多年來在其中的深耕，微芯科技（Microchip）守在了MCU市場(chǎng)的前三名行列，其推出的PIC單片機(jī)產(chǎn)品，具有體積小，功耗低，精簡(jiǎn)指令集，抗干擾性好，等特點(diǎn)。近日，微芯于國(guó)際傳感器博覽會(huì)（Sensors Expo）上宣布推出PIC24F“GB2”系列新器件，以擴(kuò)展其超低功耗（XLP）PIC單片機(jī)（MCU）產(chǎn)品組合。該系列產(chǎn)品配有一個(gè)集成的硬件加密引擎、一個(gè)隨機(jī)數(shù)生成器（RNG）以及一次性可編程（OTP）密鑰存儲(chǔ)以保護(hù)嵌入式應(yīng)用中的數(shù)據(jù)。PIC24F“GB2”系列MCU提供高達(dá)128 KB的閃存和8 KB的RAM，采用28或44引腳小巧封裝，適用于電池供電或便攜式應(yīng)用，如“物聯(lián)網(wǎng)”（IoT）傳感器節(jié)點(diǎn)、門禁系統(tǒng)和門鎖等。

　　PIC24F“GB2”系列器件集成了幾種安全特性來保護(hù)嵌入式數(shù)據(jù)。功能齊全的硬件加密引擎可支持AES、DES和3DES標(biāo)準(zhǔn)，既削減了軟件開銷，又降低了功耗，實(shí)現(xiàn)了更快的吞吐率。這是另一個(gè)無需CPU監(jiān)管即可運(yùn)行的Microchip獨(dú)立于內(nèi)核的外設(shè)。此外，隨機(jī)數(shù)生成器可生成隨機(jī)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、解密和認(rèn)證，從而提供更高級(jí)別的安全性。而一次性可編程（OTP）密鑰存儲(chǔ)則可防止加密密鑰被讀取或改寫，以提供額外的保護(hù)。這些安全特性在無需犧牲功耗的前提下提升了嵌入式數(shù)據(jù)的完整性。憑借XLP技術(shù)，“GB2”系列器件實(shí)現(xiàn)了180 μA/ MHz的工作電流和18 nA的休眠電流，大大延長(zhǎng)了便攜式應(yīng)用的電池壽命。

　　在連接方面，“GB2”系列集成了USB用于設(shè)備或主機(jī)連接，以及一個(gè)有助于智能卡應(yīng)用的支持ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的UART。有了這些特性，PIC24F“GB2”系列器件可以在保護(hù)嵌入式數(shù)據(jù)的同時(shí)節(jié)省功耗，并最大程度的延長(zhǎng)電池壽命。新器件采用小巧的28引腳QFN封裝等多種封裝，適用于醫(yī)療/健身應(yīng)用（如計(jì)步器、可穿戴健身設(shè)備和手持設(shè)備）、計(jì)算機(jī)應(yīng)用（如PC外設(shè)、打印機(jī)和便攜式配件）以及工業(yè)應(yīng)用（如安全門鎖、門禁系統(tǒng)、安防攝像機(jī)、POS終端、智能卡讀卡器、熱表/氣表和IOT傳感器節(jié)點(diǎn)）等。Microchip還擁有一系列符合Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth 和藍(lán)牙低功耗（BTLE）等標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證無線模塊可供用戶靈活選擇，輕松為PIC24“GB2”應(yīng)用添加無線連接功能。

　　詳細(xì)資料可參閱：PIC24FJ128GB204系列中文簡(jiǎn)介

　　迎接IOT時(shí)代，ST與飛思卡爾積極應(yīng)戰(zhàn)

　　手持ARM M系列MCU IP的“倚天劍”，配合自家傳感器及MEMS技術(shù)，意法（ST）及飛思卡爾（Freescale）不斷在新一代移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品豪取市占率的動(dòng)作，漸漸已開始有力抗國(guó)外老字號(hào)MCU供應(yīng)商的本錢。

　　針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，意法半導(dǎo)體推出了全新的STM32L0系列單片機(jī)，整合高能效的ARM? Cortex?-M0+內(nèi)核、優(yōu)化架構(gòu)、電源管理模式、超低功耗外設(shè)、支持節(jié)能型USB功能、獨(dú)有的超低功耗制造工藝。

　　STM32L0將運(yùn)行模式功耗降至87μA/MHz，當(dāng)保留RAM全部數(shù)據(jù)時(shí)，停止模式功耗為440nA，并集成低功耗定時(shí)器，快速喚醒時(shí)間達(dá)到3.5μs，讓應(yīng)用設(shè)計(jì)人員能夠充分利用不同的低功耗模式。設(shè)計(jì)人員使用STM32L0系列產(chǎn)品可開發(fā)出電池續(xù)航能力一流且外觀設(shè)計(jì)纖薄的計(jì)算機(jī)外設(shè)、健康監(jiān)視器/跟蹤器、工業(yè)傳感器和智能家居產(chǎn)品。STM32L0系列還集成了世界功耗最低的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。在每秒100k次采樣率下，片上集成的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的功耗僅為48μA，內(nèi)置硬件過采樣功能將模數(shù)轉(zhuǎn)換器分辨率提高到16位。

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，小規(guī)格高能效智能連接器件也急劇增長(zhǎng)，這些由MCU支持的器件需要超小的封裝規(guī)格，越來越高的能源效率以及先進(jìn)的性能、功能集成和軟件支持。而飛思卡爾的Kinetis MCU無論是功耗最低，還是提高性能，都具有廣泛的可擴(kuò)展性。日前，在第三屆工業(yè)計(jì)算機(jī)及嵌入式系統(tǒng)展，飛思卡爾展示了全球最小基于ARM的微控制器 Kinetis KL03，尺寸堪稱比高爾夫球的球窩還要小。

　　圖 Kinetis L系列KL03結(jié)構(gòu)圖

　　Kinetis KL03 MCU基于上一代Kinetis KL02，具備全新的性能、先進(jìn)的集成特性及更卓越的易用性，并采用尺寸更小的1.6 x 2.0mm2封裝，與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品相比，尺寸小35%，GPIO多60%，非常適合空間有限的應(yīng)用，如支持物聯(lián)網(wǎng)的消費(fèi)電子設(shè)備、遠(yuǎn)程傳感節(jié)點(diǎn)、可穿戴設(shè)備、攝取式醫(yī)療傳感器。

　　Kinetis KL03是基于Cortex-M0+內(nèi)核，經(jīng)CoreMark/mA測(cè)試，與8/16位MCU相比，性能提高了2-8倍；多個(gè)低功耗RUN、WAIT和 STOP（運(yùn)行、等待和停止）模式——從41μA@MHz極低功耗Run模式，到提供16byte寄存器文件保留的77nA極低泄漏STOP 0模式；高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器電壓參考1Mbit/s IIC低功耗UART；8KB ROM引導(dǎo)加載程序——通過I2C、LPUART或SPI在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行閃存編程。在開發(fā)、制造或現(xiàn)場(chǎng)部署期間，軟件具有靈活性。

　　詳細(xì)資料可參閱：【飛思卡爾】 Kinetis KL03系列MCU簡(jiǎn)介

　　物聯(lián)網(wǎng)之下，瞬息萬變的32位MCU時(shí)代

　　產(chǎn)業(yè)界人士指出，過去4位、8位、16位MCU時(shí)代，由于國(guó)內(nèi)、外MCU供應(yīng)商較專注在多樣少量的消費(fèi)性及工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品市場(chǎng)，所以，MCU解決方案走的是穩(wěn)健風(fēng)，一顆MCU從開發(fā)到配合客戶進(jìn)入量產(chǎn)，出貨周期少則2年，多則可達(dá)5年以上。也因此，在一顆又一顆MCU不斷堆疊上來后，國(guó)內(nèi)、外MCU業(yè)者營(yíng)運(yùn)表現(xiàn)自然水漲船高，獲利亦是持穩(wěn)演出。在全球MCU供應(yīng)商排名上，多是老字號(hào)MCU供應(yīng)商獨(dú)占一片天，即便是義?。x隆系列單片機(jī)解密 ）、盛群（盛群?jiǎn)纹瑱C(jī)簡(jiǎn)介）等臺(tái)系MCU供應(yīng)商靠著多年的努力，也可穩(wěn)穩(wěn)進(jìn)駐全球前20大MCU供應(yīng)商排名之列。

　　不過，隨著MCU技術(shù)拓展到32位時(shí)代后，由于MCU本身在運(yùn)算速度及省電性標(biāo)準(zhǔn)上不斷提升，不少客戶開始采用到智能型手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備及物連網(wǎng)等終端產(chǎn)品身上后，這些產(chǎn)品開發(fā)動(dòng)作快，幾乎是一年一改，配合終端市場(chǎng)需求量動(dòng)輒以億臺(tái)計(jì)算，客戶一個(gè)案子動(dòng)輒就是百萬顆，甚至千萬顆等級(jí)。

　　部分MCU供應(yīng)商眼見全球MCU市場(chǎng)需求開始進(jìn)入下一個(gè)階段的快速成長(zhǎng)軌道，開始不拘泥土法煉鋼的作法，第一時(shí)間采用ARM M系列MCU IP架構(gòu)，把旗下MCU解決方案直接升級(jí)到32位高階市場(chǎng)，并一口氣推出高速、低功耗、低成本等各式MCU解決方案給客戶應(yīng)用，后來居上的態(tài)勢(shì)，已大大威脅仍堅(jiān)持自家軟、硬件架構(gòu)的老字號(hào)MCU供應(yīng)商。

　　以盛群（Holtek）為例，雖然目前的發(fā)展重心仍然在8位MCU的市場(chǎng)，但是順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的大潮，盛群也開拓出基于ARM內(nèi)核的32位MCU產(chǎn)品線。繼HT32F125x及HT32F1755/1765與HT32F2755系列后，今年盛群再度推出了以ARM Corte-M3為核心的新系列高階單片機(jī)HT32F1655/1656，最高運(yùn)行速度仍然高達(dá)72MHz （90 DMIPS），操作電壓為2.7V~3.6V單一電源，并符合-40℃~85℃工業(yè)溫度范圍，可輕易升級(jí)韌體，提高生產(chǎn)效能與產(chǎn)品彈性。

　　HT32F1655/1656系列的Flash容量各別為128/256K Bytes，SRAM則皆為32K Bytes，全系列具備了全新設(shè)計(jì)的8通道PDMA，提供系統(tǒng)更高效能的應(yīng)用方式。并新增EBI （External Bus Interface）高速接口、多功能音頻接口I2S及數(shù)據(jù)正確檢查機(jī)制CRC16/32。EBI高速接口傳輸速度高達(dá)36MB/秒，可連接外部裝置如 TFT-LCD、NOR Flash及SRAM等提供系統(tǒng)的擴(kuò)展能力。I2S接口則支持了Master與Slave、Stereo與Mono等各種不同音頻模式。CRC16/32 更提供了數(shù)據(jù)正確性的檢查機(jī)制，非常適合安全等級(jí)需求較高的各式應(yīng)用。

　　32位MCU從90納米制程升級(jí)到40納米世代，其實(shí)只花不到一年的情形，在全球MCU市場(chǎng)中是前所未聞，不過，在ARM不斷提升MCU IP效能及省電性，配合制程技術(shù)的大力支持下，這種透過生態(tài)系統(tǒng)（Ecosystem）利益結(jié)合打群架的勝利模式，對(duì)于全球MCU市場(chǎng)不斷跨入移動(dòng)設(shè)備及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域是大大加分。

　　就看Freescale、ST旗下MCU產(chǎn)品線營(yíng)收表現(xiàn)幾乎是一年一跳，全球排名也是不斷躍進(jìn)的態(tài)勢(shì)，就可以看出全球MCU產(chǎn)業(yè)版圖正在醞釀新的大變動(dòng)，而能有效掌握移動(dòng)設(shè)備及物聯(lián)網(wǎng)MCU商機(jī)的國(guó)內(nèi)、外芯片供應(yīng)商，肯定將有機(jī)會(huì)笑到最后。