專家評(píng)論：MCU在智能家居市場(chǎng)到底充當(dāng)了什么角色

 智能家居是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)概念在我們生活中得到實(shí)現(xiàn)的一個(gè)領(lǐng)先應(yīng)用。”恩智浦半導(dǎo)體微控制器中華區(qū)產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)王朋朋如是點(diǎn)評(píng)目前站在風(fēng)口上的概念以及能夠盡快落地的應(yīng)用領(lǐng)域。這一看法頗具普遍性，可以側(cè)面反映出半導(dǎo)體廠商特別是MCU供應(yīng)商已經(jīng)躊躇滿志，做好產(chǎn)品準(zhǔn)備投入這場(chǎng)盛宴了。

恩智浦半導(dǎo)體微控制器中華區(qū)產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)王朋朋

最先實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)的應(yīng)用

在智能家居給我們描繪的藍(lán)圖中，所有的家用電器、電腦、電燈、插座等都可以直接或間接接入互聯(lián)網(wǎng)，人們可以通過(guò)智能手機(jī)或者遠(yuǎn)程的電腦、服務(wù)器等檢測(cè)或控制家中的一切。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，能提供舒適安全、高品味且宜人的家庭生活空間，還由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袆?dòng)能的智能工具，提供全方位的信息交換功能。

這不僅僅是半導(dǎo)體、電子行業(yè)的新應(yīng)用，更是對(duì)傳統(tǒng)家電行業(yè)的一次全面升級(jí)，甚至需要房地產(chǎn)行業(yè)的積極參與和配合，是一個(gè)系統(tǒng)的工程。“這其中，MCU的需求是非常巨大的，每一個(gè)智能終端、節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)，不管是作為獨(dú)|立的控制器，還是和Wi-Fi/Bluetooth/ZigBee等無(wú)線器件配合，MCU作為智能家居應(yīng)用的核心器件，無(wú)處不在。”王朋朋說(shuō)，“在這一大的系統(tǒng)工程中，我們看到智能空調(diào)、智能照明、智能電源、智能廚房電器、智能家庭安防設(shè)備、智能網(wǎng)關(guān)等在走向市場(chǎng)，走進(jìn)家庭。”

新唐科技微控制器事業(yè)群市場(chǎng)經(jīng)理崔岱安

新唐科技微控制器事業(yè)群市場(chǎng)經(jīng)理崔岱安也表示，就他們的觀察，許多智能家居產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)成熟的商品化，并進(jìn)入了我們的生活，“其中許多應(yīng)用皆可采用新唐MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如安防監(jiān)控用的云端監(jiān)視器、可視門鈴、可遠(yuǎn)程控制的智能排插、智能燈光以及家庭網(wǎng)關(guān)控制等。”

盛群32位產(chǎn)品開發(fā)處系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)部經(jīng)理麥哲鳴認(rèn)為，目前智能家居市場(chǎng)上主流應(yīng)用包含了三類產(chǎn)品：各式小家電(電飯鍋、烤箱、燈泡、插座)等;大家電如空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等;家用安防、安全檢測(cè)相關(guān)設(shè)備等如空氣清凈機(jī)、瓦斯煙霧偵測(cè)等。

“最先實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)的應(yīng)用應(yīng)是增強(qiáng)和整合現(xiàn)有存在的多種設(shè)備系統(tǒng)。”麥哲鳴分析說(shuō)，“整合項(xiàng)目可能包含以下功能：1)居家安全，如安防監(jiān)視系統(tǒng)、防盜警報(bào)系統(tǒng)、火災(zāi)煙霧檢測(cè)、可燃和有毒氣體檢測(cè)等。2)節(jié)能與健康環(huán)境，光線明亮、溫濕度控制、空氣質(zhì)量、家居氛圍等。3)居家便利與通訊，通訊連網(wǎng)、大小家電聯(lián)網(wǎng)控制等。”

據(jù)悉，盛群已經(jīng)在部分產(chǎn)品項(xiàng)目中積極布局，如智能型大小家電及Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)、安防監(jiān)視系統(tǒng)、火災(zāi)煙霧檢測(cè)、可燃和有毒氣體檢測(cè)、PM2.5懸浮粒子檢測(cè)、溫濕度檢測(cè)、智能型LED燈具。

各家打什么差異牌，速度、功耗、安全、成本?

速度、功耗、安全、成本，這四者在不同的應(yīng)用中都有不同的需求。有些應(yīng)用特別需要低功耗，有些需要很高的安全性，也有一些應(yīng)用會(huì)同時(shí)對(duì)其中兩項(xiàng)甚至三項(xiàng)都有很高的要求。那么各家供應(yīng)商是如何打差異化牌的呢?

新唐的崔岱安表示，新唐開發(fā)生產(chǎn)MCU已有超過(guò)20年的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求有對(duì)應(yīng)適合的產(chǎn)品支持，在安防監(jiān)控、醫(yī)療健康、消費(fèi)電子、家電控制領(lǐng)域等都有很成功的案例。新唐在2010年就率先推出以ARM Cortex-M0為內(nèi)核的32位MCU產(chǎn)品，亦帶動(dòng)了市場(chǎng)由8位升級(jí)至32位MCU的趨勢(shì)。新唐的產(chǎn)品主打高可靠性，支持2.5~5.5V寬工作電壓，工作溫度由-40℃至105℃，并且在2014年成功推出華人第一顆以ARM Cortex-M4的新系列MCU。“至今新唐ARM Cortex-M系列MCU產(chǎn)品已累積出貨超過(guò)一億顆。我們預(yù)期在2015年新唐MCU事業(yè)將穩(wěn)定上揚(yáng)，較前一年度至少達(dá)25%以上增長(zhǎng)率。”他說(shuō)。

盛群的策略則是從8位到32位全壘打，從強(qiáng)調(diào)指令周期的Cortex-M3 MCU到低功耗的Cortex-M0+ MCU以及低成本的8位MCU全覆蓋。麥哲鳴表示，盛群自有內(nèi)核8位MCU出貨量已列全球前十大廠商，強(qiáng)調(diào)優(yōu)異的性價(jià)比、超低功耗、高抗噪聲能力和高可靠性，廣泛應(yīng)用于大小家電、觸控、金融安全、醫(yī)療健康、工業(yè)控制、居家安防、馬達(dá)控制、通訊產(chǎn)品等。該公司32位MCU產(chǎn)品線逐漸齊全，出貨量及業(yè)績(jī)正逐漸加溫。

盛群32位產(chǎn)品開發(fā)處系統(tǒng)平臺(tái)開發(fā)部經(jīng)理麥哲鳴

恩智浦的微控制器產(chǎn)品據(jù)稱兼顧了這些關(guān)鍵點(diǎn)，特別是在較高的計(jì)算/處理能力和低功耗之間達(dá)到了很好的結(jié)合和平衡。“在MCU產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、總線結(jié)構(gòu)、功耗模式、時(shí)鐘管理等方面進(jìn)行了認(rèn)真規(guī)劃，可以在同一應(yīng)用中同時(shí)達(dá)到高性能和低‘能耗’。”王朋朋表示，“在實(shí)際應(yīng)用中，我們真正關(guān)注的是‘能耗’，即一定時(shí)間內(nèi)對(duì)電池或其他供電的消耗，而‘功耗’只是反應(yīng)在某一應(yīng)用場(chǎng)景下的瞬間電流值。我們真正的目的是要延長(zhǎng)電池壽命。而MCU的高計(jì)算/處理能力可以使得MCU在做復(fù)雜的運(yùn)算處理時(shí)以高效率在短時(shí)間內(nèi)完成，其余更多的時(shí)間進(jìn)入休眠狀態(tài)。這樣在一定時(shí)間內(nèi)的‘能耗’更低。”

“這也是為什么32位的ARM MCU，比如LPC1100 Cortex-M0/M0+系列以及恩智浦在2014年11月剛剛推出的LPC54100 Cortex-M4系列可以比許多8位單片機(jī)具有更高的能效比。”她繼續(xù)表示，LPC54100系列微控制器是該公司近幾年來(lái)的突破性產(chǎn)品，是基于傳感器產(chǎn)品的一大進(jìn)步。

她解釋說(shuō)，現(xiàn)今移動(dòng)設(shè)備引入的各種高級(jí)功能，例如上下文、位置和環(huán)境感知，以及基于運(yùn)動(dòng)、觸摸和手勢(shì)的交互功能，甚至包括語(yǔ)音激活，都是通過(guò)不斷增加的“始終打開”傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在不久的將來(lái)，其他行業(yè)也將需要移動(dòng)電話產(chǎn)品功能來(lái)增強(qiáng)他們的客戶體驗(yàn)，從而同樣取得顯著的進(jìn)步。當(dāng)前，很多老式MCU傳感器處理架構(gòu)耗能過(guò)多，或者無(wú)法隨著傳感器數(shù)量的增加來(lái)有效地?cái)U(kuò)展。LPC54100系列正是超低功耗“始終打開”傳感器處理方面的重大突破。與最接近的競(jìng)品相比，能耗平均降低20%，適用于多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品，包括移動(dòng)、可穿戴健康/健身、工業(yè)應(yīng)用(環(huán)境監(jiān)控、家庭和樓宇自動(dòng)化照明、機(jī)器人)和游戲，或者其他將較長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間作為增強(qiáng)最終用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵推動(dòng)因素的應(yīng)用場(chǎng)合。[!--empirenews.page--]

此外，具有安全性的MCU也是恩智浦發(fā)展的重點(diǎn)。今年2月該公司發(fā)布了具有硬件加密功能的LPC18S00/43S00系列。“智慧生活，安全連接”正是恩智浦公司的發(fā)展方向，安全芯片也是恩智浦非常具有優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品，可以預(yù)見到的是，恩智浦未來(lái)會(huì)有更多具有安全性的MCU產(chǎn)品推出，為安全的物聯(lián)網(wǎng)和安全的智能家居提供可靠的連接。“目前，恩智浦MCU總的產(chǎn)品種類超過(guò)400多種，Cortex-M內(nèi)核的微控制器是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，在2015年及未來(lái)，恩智浦將基于LPC54100平臺(tái)擴(kuò)展開發(fā)并推出更多的新品，致力于更低功耗、更高性能及更安全的MCU。”她說(shuō)。

智能家居MCU的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

新唐的崔岱安表示，節(jié)能無(wú)疑的是智能家居的方向之一，因此新唐致力于開發(fā)超低高耗MCU技術(shù)，將陸續(xù)推出更具競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求。盛群的麥哲鳴則表示，除了MCU須強(qiáng)調(diào)更低功耗、更低成本、更小封裝之外，智能家居主要技術(shù)趨勢(shì)在于無(wú)線傳輸(Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee等)以及各式傳感器整合。他透露，除了將發(fā)揮原有MCU領(lǐng)域的專長(zhǎng)外，盛群也將開始評(píng)估介入無(wú)線傳輸及傳感器應(yīng)用等領(lǐng)域。

恩智浦的王朋朋也坦言，未來(lái)的智能家居將實(shí)現(xiàn)以人為本的智慧生活，MCU作為其中至關(guān)重要的端點(diǎn)和中樞，需提供豐富的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳感和連接。她說(shuō)：“在智能家居的不同應(yīng)用場(chǎng)景中，對(duì)MCU的需求不同，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)也不同。比如在每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)中，需要低功耗，小封裝，低價(jià)格的MCU產(chǎn)品;在和傳感器連接的單元中，需要有豐富的傳感接口以及較高的傳感數(shù)據(jù)處理能力，需要有傳感數(shù)據(jù)融合的軟件支持;在進(jìn)行各種協(xié)議轉(zhuǎn)換的網(wǎng)關(guān)類產(chǎn)品中，需要高的運(yùn)算性能，需要支持各種通訊協(xié)議及其間的轉(zhuǎn)換;在各個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)，需要能連接無(wú)線射頻前端，能運(yùn)行對(duì)應(yīng)協(xié)議棧，并具有一定擴(kuò)展功能的MCU。”

對(duì)于MCU+傳感器的模塊化開發(fā)平臺(tái)，王朋朋的看法是：“將MCU與傳感器整合，或者將MCU與其它一些功能單元整合在一起做成SoC，在某些特定的應(yīng)用中，特別是功能比較確定比較單一的應(yīng)用場(chǎng)景中，確實(shí)能達(dá)到方便客戶開發(fā)的目的。”但她同時(shí)也特別強(qiáng)調(diào)，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用千變?nèi)f化，大部分客戶或多或少都會(huì)有自己的差異化需求;在客戶的產(chǎn)品系列規(guī)劃中，也會(huì)有高中低端不同的功能和性能需求;而飛速發(fā)展的市場(chǎng)也隨時(shí)會(huì)產(chǎn)生新的要求。這些都是單一的SoC產(chǎn)品很難滿足的。

因此，“獨(dú)|立的MCU加獨(dú)|立的傳感器方案，將更容易滿足需求的多樣性和靈活性。”她說(shuō)，“在用戶的系統(tǒng)中，可以選擇不同廠家不同種類的多個(gè)傳感器，并根據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)采集和處理需求選擇使用不同功能/性能的MCU，可能是高速度大內(nèi)存的高端MCU，也可能是中低端的MCU產(chǎn)品。用戶的系統(tǒng)可以同時(shí)達(dá)到最佳性能、最佳性價(jià)比和最好的靈活性。”

同樣的，新唐和盛群也看好模塊化開發(fā)而非SoC，“目前市場(chǎng)終端產(chǎn)品差異化仍大，對(duì)于MCU的規(guī)格需求也尚未統(tǒng)一，絕大部分方案商仍是依終端產(chǎn)品的規(guī)格要求進(jìn)行MCU的選型，在我們看來(lái)模塊化的傳感器SoC在單一規(guī)格的產(chǎn)品應(yīng)用上其優(yōu)勢(shì)較能顯現(xiàn)。”崔岱安說(shuō)。

“SoC化的需求是已經(jīng)存在的。因?yàn)閷?duì)終端廠商而言可以縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間、簡(jiǎn)化生產(chǎn)調(diào)校流程、獲得更好的產(chǎn)品性能以及更小的產(chǎn)品體積，但對(duì)SoC開發(fā)公司而言，除需具備MCU的設(shè)計(jì)能力，也需具備更多的研發(fā)能力，例如傳感器的設(shè)計(jì)及與MCU整合、模塊產(chǎn)品的軟、硬件應(yīng)用開發(fā)，還有最重要的是產(chǎn)品的成本控制與價(jià)格設(shè)定。”麥哲鳴說(shuō)，盛群對(duì)模塊產(chǎn)品的開發(fā)不遺余力，目前已推出的模塊產(chǎn)品有“實(shí)時(shí)時(shí)鐘”模塊(RTC module)，另預(yù)計(jì)在今年底會(huì)推出PIR模塊與溫濕度模塊兩款新產(chǎn)品。