主流供應(yīng)商解析MCU產(chǎn)品市場技術(shù)熱點
近年來，在汽車電子、消費電子等產(chǎn)品的推動下，MCU產(chǎn)業(yè)持續(xù)升溫，市場熱點異?；钴S。在快速發(fā)展的同時，MCU業(yè)界如何看待內(nèi)核選擇、產(chǎn)品發(fā)展方向、產(chǎn)品特點及市場前景等問題？本報邀請了知名企業(yè)人士就相關(guān)問題進行探討。
特 邀嘉 賓
飛思卡爾微控制器部高級市場經(jīng)理：黃耀君
Luminary Micro市場總監(jiān)：Jean Anne Booth
恩智浦半導(dǎo)體多重市場半導(dǎo)體部門中國區(qū)高級產(chǎn)品市場經(jīng)理：金宇杰
上海貝嶺矽創(chuàng)微電子有限公司總經(jīng)理：韓繼國
愛特梅爾公司ASIC產(chǎn)品市場總監(jiān)：Michel Le Lan
愛特梅爾公司亞洲區(qū)微控制器市場總監(jiān)：Manish Vadher
上海愛普生電子有限公司戰(zhàn)略企畫部經(jīng)理：蘇斌
NEC電子通用微控制器系統(tǒng)事業(yè)部部長：石川重信
Silicon Laboratories公司MCU產(chǎn)品市場經(jīng)理：Ross Bannatyne
英飛凌科技公司汽車工業(yè)及多元化電子市場事業(yè)部微控制器高級總監(jiān)：石敬巖
Microchip 執(zhí)行副總裁：Ganesh Moorthy
MCU產(chǎn)品發(fā)展方向
●8位、16位、32位各有應(yīng)用領(lǐng)域
●體系結(jié)構(gòu)兼容更受青睞
金宇杰 從目前的銷售額與出貨量來看，8位MCU依然是MCU總市場上的一個重要分支，是MCU廠家的必爭之地。由市場表現(xiàn)來看，隨著16/32位MCU成本的進一步降低，16/32位MCU也已進入許多傳統(tǒng)上由8位MCU獨占的大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域，如消費類產(chǎn)品、白色家電等。然而這并不意味著8位MCU會逐漸退出市場。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，8位MCU的新品在低功耗、額外性能以及更小尺寸等方面不斷突破，幫助其不斷開拓新的應(yīng)用，更多的新興領(lǐng)域呼之欲出，比如智能消費類產(chǎn)品、健康醫(yī)療保健產(chǎn)品、安全監(jiān)護系統(tǒng)、能源控制系統(tǒng)以及汽車電子應(yīng)用等，由此帶出新的發(fā)展空間。可以預(yù)見MCU得以廣泛的使用使智能化的產(chǎn)品無所不在。恩智浦正是基于這樣的產(chǎn)品理念去完成它的新產(chǎn)品開發(fā)。
黃耀君 飛思卡爾為多個不同市場提供全面的8/16/32位MCU產(chǎn)品系列。從入門級的超低端8位設(shè)備(如KA和QD MCU系列)直到高性能的32位產(chǎn)品系列(如ColdFire系列嵌入式控制器)。我們還可以提供大量的功能性外圍設(shè)備，并將繼續(xù)向我們的微控制器IP產(chǎn)品中增加價值。我們是解決方案創(chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，開發(fā)的解決方案包括帶有集成以太網(wǎng)和USB接口的32位設(shè)備。為了滿足產(chǎn)品移植需求，飛思卡爾推出控制器產(chǎn)品系列Controller Continuum。這是業(yè)界第一種兼容8到32位產(chǎn)品的體系結(jié)構(gòu)。它可以提供兼容的芯片外圍設(shè)備和開發(fā)工具，幫助用戶輕松完成從8位到32位性能的演進。從基于RS08內(nèi)核的超低端8位微控制器直到高性能的ColdFireR嵌入式控制器，Controller Continuum都可以提供一系列針腳兼容的設(shè)備，幫助確保簡便易用性，即使在工程師擴展新產(chǎn)品的功能時也是如此。
韓繼國 我們把重點還是集中在8位MCU之上，對于16位和32位MCU市場不斷關(guān)注，等待機會。8位MCU市場特點是比較平穩(wěn)，我們除了做好傳統(tǒng)的遙控器、充電器、PC周邊市場外，還著重向小家電市場邁進。這個市場對MCU的EMC要求比較高，因此我們在新產(chǎn)品開發(fā)上重點突出EMC特性，并建立了自己的EMC評估系統(tǒng)。目前我們的BM22P64可以在簡單的RC降壓電源上通過4000V的EFT試驗，該產(chǎn)品很快就會大批量進入市場。
Michel Le Lan & Manish Vadher
愛特梅爾的CAP微控制器系列的目標是32位MCU市場，專注于新興應(yīng)用如創(chuàng)新的顯示和投影設(shè)備、低成本GPS，以及高度優(yōu)化的電機控制。這些應(yīng)用需要只有32位MCU才能提供的高處理能力和高數(shù)據(jù)吞吐量。愛特梅爾最近專注于兩個領(lǐng)域：一個是瞄準低功耗應(yīng)用的picoPower技術(shù)，另一個則是AVR產(chǎn)品系列中的150℃車用產(chǎn)品。此外，我們推出了AVR32產(chǎn)品，大大提升了32位處理器的性能/功耗比的標準。這個系列將有更多的器件，為我們的AVR 8位產(chǎn)品用戶提供一條升級的路徑，并且吸引新的客戶。在高端領(lǐng)域的32位嵌入式微處理器市場中，我們專注于以ARM9和ARM11為基礎(chǔ)的產(chǎn)品，這是專為運行復(fù)雜的操作系統(tǒng)而設(shè)計的，比如硬件帶有片上多媒體加速器選件的WinCE和Linux。
石川重信 NEC電子的8位微控制器主要應(yīng)用在電機控制、消費電子、白色家電、智能建筑、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，16位和32位微控制器主要應(yīng)用在辦公設(shè)備、車載、智能建筑、消費電子、高端電機、工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域。在這些市場上會出現(xiàn)一些8位、16位、32位交叉重疊的領(lǐng)域，為了讓用戶可以根據(jù)自身的應(yīng)用隨意選擇，提供廣泛而完整的產(chǎn)品群就非常重要。NEC電子的全閃存微控制器擁有豐富的產(chǎn)品線和完善的開發(fā)環(huán)境、高安全性、低價格、低功耗、易編程等眾多優(yōu)勢，受到各界用戶的廣泛好評。目前，NEC電子在32位微控制器領(lǐng)域擁有全球第一的市場份額，在整個微控制器領(lǐng)域，NEC電子位居全球第三。
Ross Bannatyne Silicon Labs的混合信號MCU使用8位8051核，它可實現(xiàn)SOC的功能。Silicon Labs的MCU在速度和功能方面得到了提升，在很多情況下可以取代16位的MCU。在某些應(yīng)用領(lǐng)域，32位的MCU的確是必要的，但是，最終的決定因素是成本，當用戶不需要使用大量代碼并且要求低功耗的時候，8位的MCU就是很好的選擇了。由于Silicon Labs在降低器件尺寸和功耗的同時持續(xù)投資于增加功能的研究，8位MCU將會更適用于大多數(shù)嵌入式控制應(yīng)用。
石敬巖 英飛凌的重點是實時嵌入式應(yīng)用，尤其是驅(qū)動應(yīng)用。因此，我們的8位、16位和32位微控制器適用于具備不同性能要求的多種電機控制器。它們具備三個共同的特性：適用于高端電機控制的功能強大且靈活的脈寬調(diào)制(PWM)單元；通過PWM直接觸發(fā)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)，快速實現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換；利用快速中斷響應(yīng)和上下文切換功能，實現(xiàn)出色的實時性能。
MCU內(nèi)核選擇
●ARM內(nèi)核成32位市場主流
●關(guān)注內(nèi)核不應(yīng)忽視性價比
金宇杰 在32位內(nèi)核方面，ARM公司是占據(jù)市場主導(dǎo)地位的，在2003年，ARM的合作伙伴已經(jīng)銷售了8億片產(chǎn)品，而現(xiàn)在每個季度就可以出貨3億片。恩智浦與ARM公司10年前就開始合作了。由于我們與ARM的合作關(guān)系，我們積極參與了從ARM2到ARM11的內(nèi)核開發(fā)。目前，恩智浦是ARM產(chǎn)品前三位出貨商之一。另一方面，全球排名前十的MCU產(chǎn)品供應(yīng)商大都推出了以ARM為內(nèi)核的MCU。隨著ARM MCU在全球范圍的流行，第三方的開發(fā)工具的支持不斷增加，開發(fā)工具的價格在逐步降低，越來越多的工程師投身到32位ARM嵌入式設(shè)計開發(fā)中。由以上可以推斷ARM在32位MCU中的主流地位是不容置疑的。
鑒于市場32位MCU存在很大的增長潛力，以及客戶不斷需要更高性能的產(chǎn)品，NXP的產(chǎn)品專注于在性能、功耗和成本方面的不斷提升。恩智浦公司32位MCU的開發(fā)基于ARM內(nèi)核，并不斷豐富其周邊接口，以提高性能為目標，同時也考慮針對某一應(yīng)用領(lǐng)域來配置合適的接口電路和內(nèi)在特性，從而不斷滿足市場在這些領(lǐng)域的需求。
Jean Anne Booth Luminary Micro的產(chǎn)品對于那些通常使用8位或16位解決方案的開發(fā)者來說是個絕佳的選擇。Stellaris系列是基于ARM Cortex-M3處理器的MCU，它是ARM Cortex處理器系列的微控制器成員。設(shè)計用于微控制器應(yīng)用的Stellaris系列為客戶提供進入工業(yè)最強領(lǐng)域的機會，它的編碼容量涵蓋從1赫茲到1G赫茲的范圍。
Cortex-M3核設(shè)計用來從事嵌入式MCU空間和提供一個劃算的8位和16位的設(shè)計。由于更小的編碼大小和對C語言(非匯編語言)的兼容，世界各地的用戶都會把他們8位和16位的設(shè)計轉(zhuǎn)換到我們32位Stellaris微控制器。
韓繼國 我們堅持認為，內(nèi)核的架構(gòu)很重要，但關(guān)鍵還是最終產(chǎn)品的性價比，尤其對我們目前主攻的小家電市場更是如此。我們花了1年多時間不斷優(yōu)化自己的MCU內(nèi)核，該內(nèi)核面積非常小，并已經(jīng)獲得了不俗的EMC特性，當然還不需要支付授權(quán)費用。這些都是我們相對其他采用外購CPU核設(shè)計產(chǎn)品公司的競爭優(yōu)勢。所以，我們未來的產(chǎn)品將主要圍繞這個核心展開研發(fā)。當然，采用別人成熟的CPU核設(shè)計產(chǎn)品也有一些好處，例如可以使產(chǎn)品盡快面市并能讓開發(fā)工程師很快熟悉之。
蘇 斌 目前ARM基于其完善的生態(tài)系統(tǒng)成為了32位市場的主流，但對于采用ARM內(nèi)核開發(fā)產(chǎn)品的公司來說，必須具備優(yōu)秀的產(chǎn)品定義能力以形成差異化優(yōu)勢，或者尋求規(guī)模優(yōu)勢以降低成本，否則容易形成同質(zhì)化競爭。而采用專有內(nèi)核一方面可以利用本公司的設(shè)計優(yōu)勢與工藝特點量體裁衣，建立自己的特色和優(yōu)勢，另一方面不需要投入相應(yīng)內(nèi)核的授權(quán)費用，但需要自行完成所有軟硬件的設(shè)計開發(fā)工作，當然通過對主流的嵌入式操作系統(tǒng)(如Linux、ITRON等)的支持，提供完善的軟件平臺能夠較好地屏蔽底層硬件的差異。
EPSON的MCU以自有的內(nèi)核為主，同時也有基于ARM內(nèi)核的ASSP產(chǎn)品。當前的IC設(shè)計一般都是基于SOC的設(shè)計，內(nèi)核在整個芯片中所占的比重可能并不大，而某些周邊電路反而是系統(tǒng)中最重要和最復(fù)雜的部分。EPSON走的是ASP(Application Specific Products)的路線，并不一味追求性能，而是專注于某些特定市場，基于目標應(yīng)用的需求，采用適當?shù)膬?nèi)核，盡可能集成所需的周邊，選擇適合的工藝(超低功耗、標準或是高性能工藝)，來開發(fā)針對目標應(yīng)用具有最佳綜合性價比的最“適合”的產(chǎn)品。同時，EPSON會提供客戶包括硬件參考設(shè)計、驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)、中間件等在內(nèi)的開發(fā)平臺以及針對特定應(yīng)用的解決方案，便于客戶盡快完成產(chǎn)品開發(fā)。
石敬巖 基于8051內(nèi)核的MCU具備多源/多供應(yīng)商的優(yōu)勢，有多種工具選擇。8051內(nèi)核作為各大學(xué)工程系的授課內(nèi)容之一，還享受強大的工程人力資源的支持。它經(jīng)過長期的發(fā)展完善，擁有忠實的用戶群。因此，我們的XC800點8位MCU采用雙周期8051內(nèi)核，旨在提供更強大的計算能力和實現(xiàn)兼容8051。為了滿足電機驅(qū)動設(shè)備的要求，我們集成了功能強大的智能模塊，例如16位矢量計算引擎。我們還將在其他8位MCU上采用這種方式。
對于基于ARM內(nèi)核的MCU而言，存在多種可選的32位ARM內(nèi)核(ARM7、ARM9、Cortex M3等等)，它們擁有不同的頻率和內(nèi)存配置，目的是提供不同的計算性能。它還采用通用工具鏈，使用戶能夠在不同內(nèi)核和供應(yīng)商之間進行選擇。但不同供應(yīng)商間的外設(shè)仍然存在差別，因此代碼也不必要求能百分之百重復(fù)使用。
我們希望英飛凌16位和32位微控制器具備驅(qū)動應(yīng)用所需的計算和實時性能，因此，我們決定在這些微控制器上采用自己的內(nèi)核。我們所采用的內(nèi)核包括針對實時嵌入式驅(qū)動產(chǎn)品優(yōu)化的C166內(nèi)核與Tricore內(nèi)核。這些內(nèi)核集成了CPU和DSP，同時還結(jié)合了占用內(nèi)核最小工作負荷的智能外設(shè)。
因此，我們的16位和32位MCU與基于32位ARM的MCU相比，采用了較低的頻率，在控制和DSP計算方面實現(xiàn)了更高的性能，例如位操作、預(yù)測中斷周期時間。加之我們非常注重產(chǎn)品質(zhì)量和工藝質(zhì)量，因此，這種微控制器適用于要求高可靠性的汽車和工業(yè)應(yīng)用設(shè)備，例如汽車傳動系統(tǒng)和工業(yè)自動化裝置。
Ganesh Moorthy 對于32位應(yīng)用，MCU內(nèi)核實際上還不如MCU所集成的外設(shè)重要。這些外設(shè)(如以太網(wǎng)、DAC、USB等)才是產(chǎn)品真正的特色所在，因為這正是客戶應(yīng)用所需要的。在32位應(yīng)用方面，由于大多數(shù)軟件都是以“C”語言編寫的，因此MCU內(nèi)核的選擇已經(jīng)變得不那么重要了，只要有適用于單片機的好開發(fā)工具就可以了。
有些人覺得基于ARM的產(chǎn)品供應(yīng)商多，因此轉(zhuǎn)換供應(yīng)商比較容易。實際上并非如此，因為軟件主要是針對外設(shè)特性而編寫的，而不論使用的內(nèi)核是否相同，不同供應(yīng)商的產(chǎn)品外設(shè)差異都很大。這也是為什么不同供應(yīng)商的8051產(chǎn)品不兼容，以及為什么8051并未主宰8位MCU市場的原因。
MCU產(chǎn)品特點
●性能、功耗、成本期待優(yōu)化
●集成化趨勢向外設(shè)擴張
金宇杰 面向中低端應(yīng)用市場，恩智浦公司推出低成本微控制器LPC900系列，集成UART、IIC、SPI等通用接口，并同時集成了8位或10位AD轉(zhuǎn)換器、DA轉(zhuǎn)換器、PWM、RTC等片內(nèi)外設(shè)，恩智浦最新推出的LPC95X系列產(chǎn)品，具有8-16kB閃存，在外部時鐘頻率下可以達到1MIPS的運行速度，充分考慮了速度和功耗的均衡。芯片提供了JTAG編程接口，使芯片開發(fā)變得簡單易行，10位8通道ADC能夠提供更高的精度，可以滿足更多應(yīng)用的需要。
恩智浦公司專注于性能、功耗和成本方面的研發(fā)，繼續(xù)與我們的客戶一道努力，不斷滿足市場在這些領(lǐng)域的需求。我們的微控制器集成了各種通用接口，如UART、I2C、SPI、ADC、DAC等。恩智浦更不斷推出豐富接口的產(chǎn)品，如：LCD驅(qū)動控制器，能根據(jù)用戶需要配置成QVGA/STN/TFT顯示效果；USB 2.0 Full Speed Host/OTG/Device驅(qū)動器，可將微控制器作為主動和被動設(shè)備連接到USB網(wǎng)絡(luò)；外部存儲器接口，可擴展各種靜態(tài)或動態(tài)存儲器，增加系統(tǒng)的存儲容量;還有10/100M以太網(wǎng)、觸摸板、I2S接口、CAN總線、LIN總線等，滿足網(wǎng)絡(luò)、多媒體、高端工業(yè)控制和汽車電子的需要。
Michel Le Lan & Manish Vadher：
愛特梅爾的CAP具有金屬可編程模塊，可根據(jù)客戶或愛特梅爾龐大的程序庫或?qū)I(yè)第三方設(shè)計公司的專用IP來進行定制。該模塊擁有足夠的系統(tǒng)門，可承載第二個通用處理器或數(shù)字信號處理模塊，因此CAP適用于廣泛的應(yīng)用，包括多媒體、電氣電機控制、GPS和醫(yī)療設(shè)備等。愛特梅爾的picoPower系列在設(shè)計時采用了許多低功耗技術(shù)，我們還為用于IEEE802.15.4/ZigBee應(yīng)用的MCU解決方案集成RF功能；也為智能電池產(chǎn)品的MCU解決方案集成高電壓模塊。而且，我們還將在2008年于標準微控制器產(chǎn)品中集成電容性感應(yīng)功能。
蘇 斌 EPSON的MCU在LCD控制器與驅(qū)動器的集成方面是業(yè)界最完善的之一，能滿足各種顯示需求。EPSON的USB控制器產(chǎn)品具備業(yè)界領(lǐng)先的性能，MCU中也根據(jù)需要集成了各類規(guī)格的USB控制器，目前主要支持USB 2.0 FS器件，未來會進一步集成HS host功能。另外，EPSON具有豐富的analog IP，如PLL、ADC等也已集成到MCU中。針對市場需求，EPSON也會在MCU中集成一些特定的加速電路，如音頻加速器等，以優(yōu)化系統(tǒng)性能。
石川重信 NEC電子在集成化方面做了很多工作，用以減少外圍器件數(shù)量，目前我們已經(jīng)將以往必須由外圍器件組成的復(fù)位電路、振蕩電路、EEPROM等功能全都集成到了MCU中，這樣有助于用戶降低系統(tǒng)成本。我們擁有豐富的生產(chǎn)線，因此從家電產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品到汽車電子，幾乎所有的應(yīng)用領(lǐng)域都可以使用NEC電子高度集成化的微控制器產(chǎn)品。
Ross Bannatyne 最近，Silicon Labs推出了第一個混合信號8位MCU系列用來提供在5毫米×5毫米封裝上運行的CPU——C8051F360。C8051F360為用戶提供更多的功能，它提供一個雙周期16×16的MAC，一個2%的內(nèi)部振蕩器和32KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存。C8051F360的高功能密度允許工程師在增強終端產(chǎn)品性能的同時限制器件的尺寸。此外，C8051F360還可將線性10位200ksps的SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換器的精度模擬功能進行集成。
今年9月，Silicon Labs推出的C8051F336 MCU，使閃存容量加倍而達到16KB，其流水線型單周期8051內(nèi)核可實現(xiàn)25MIPS的CPU帶寬。高性能模擬特征被集成在芯片上，它包括一個高線性SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個用于模擬測量和控制的臨時數(shù)模轉(zhuǎn)換器(IDAC)。
Ganesh Moorthy Microchip的產(chǎn)品線包括近500種單片機產(chǎn)品，可為范圍廣泛的應(yīng)用提供支持。Microchip提供的創(chuàng)新解決方案可滿足提高能源效率和改善人機界面等應(yīng)用的需要。為支持這些應(yīng)用，我們的單片機產(chǎn)品結(jié)合了更高的性能、更低的功耗、更小的封裝、大量片上集成的精確模擬器件和針對不同應(yīng)用的眾多軟件算法。
在提高能源效率方面，Microchip的單片機產(chǎn)品提供了正確的性能組合，可改善馬達控制、提高電源效率以及功率因素校正能力、支持對熒光照明燈管和LED照明的數(shù)字控制，同時我們還提供用于電表應(yīng)用的解決方案。
在改善人機界面方面，Microchip的單片機產(chǎn)品可支持觸摸傳感、LCD控制以及QVGA屏幕控制功能。
MCU市場前景
●個人、工業(yè)、汽車為市場主體
●消費類產(chǎn)品領(lǐng)域競爭激烈
黃耀君 MCU市場將繼續(xù)以個人用戶、工業(yè)和汽車市場為中心。從2005年到2010年，個人用戶市場的年均復(fù)合增長率將達到7.2%，A/V業(yè)務(wù)的迅速增長、普通用戶產(chǎn)品價值和復(fù)雜性的持續(xù)提高都將推動MCU市場的發(fā)展。工業(yè)市場包括工廠自動化、電源、大樓控制、防火、照明、HV/AC、遠程計算機工作站和氣體檢測等，貨物跟蹤及監(jiān)控、高效能發(fā)動機和照明控制等應(yīng)用領(lǐng)域都將迅速增長。從2005年到2010年，汽車用MCU市場將以7.4%的年均復(fù)合增長率穩(wěn)定增長，每年2.7%的汽車生產(chǎn)量增長和新興市場將是主要的增長領(lǐng)域。此外，每輛車中使用的半導(dǎo)體元件數(shù)量在以每年平均6%的速度增長，專家預(yù)測，汽車中使用的半導(dǎo)體元件數(shù)量到2015年將增加一倍(每輛車450美元)。另外，日益嚴格的安全(如乘員位置檢測和TPMS)、尾氣排放和燃料消耗要求也促使汽車生產(chǎn)商開發(fā)更多混合燃料汽車，如柴油機車、靈活燃料(FlexFuel)汽車、汽油直噴汽車和氫氣燃料車等，所有這些需求都需要先進的電子元件。
韓繼國 MCU市場可謂群雄逐鹿，歐美MCU提供商不斷受到韓國和中國臺灣地區(qū)廠商的挑戰(zhàn)；歐美廠商從細分市場中重點將逐漸轉(zhuǎn)移到汽車電子、工控設(shè)備、醫(yī)療儀器等高端市場，而韓國和中國臺灣地區(qū)廠商仍將在消費領(lǐng)域激烈競爭。中國大陸MCU提供商將在遙控器、小家電領(lǐng)域具有一定競爭力。
Jean Anne Booth MCU市場正處于由8位、16位向32位轉(zhuǎn)化的過程中，Luminary Micro正致力于為這種轉(zhuǎn)化提供低成本、高集成度的解決方案；此外，MCU內(nèi)核正由自有架構(gòu)向ARM架構(gòu)轉(zhuǎn)化。我們預(yù)計未來MCU在中國市場將會有大幅度的增長。
特 邀嘉 賓
飛思卡爾微控制器部高級市場經(jīng)理：黃耀君
Luminary Micro市場總監(jiān)：Jean Anne Booth
恩智浦半導(dǎo)體多重市場半導(dǎo)體部門中國區(qū)高級產(chǎn)品市場經(jīng)理：金宇杰
上海貝嶺矽創(chuàng)微電子有限公司總經(jīng)理：韓繼國
愛特梅爾公司ASIC產(chǎn)品市場總監(jiān)：Michel Le Lan
愛特梅爾公司亞洲區(qū)微控制器市場總監(jiān)：Manish Vadher
上海愛普生電子有限公司戰(zhàn)略企畫部經(jīng)理：蘇斌
NEC電子通用微控制器系統(tǒng)事業(yè)部部長：石川重信
Silicon Laboratories公司MCU產(chǎn)品市場經(jīng)理：Ross Bannatyne
英飛凌科技公司汽車工業(yè)及多元化電子市場事業(yè)部微控制器高級總監(jiān)：石敬巖
Microchip 執(zhí)行副總裁：Ganesh Moorthy
MCU產(chǎn)品發(fā)展方向
●8位、16位、32位各有應(yīng)用領(lǐng)域
●體系結(jié)構(gòu)兼容更受青睞
金宇杰 從目前的銷售額與出貨量來看，8位MCU依然是MCU總市場上的一個重要分支，是MCU廠家的必爭之地。由市場表現(xiàn)來看，隨著16/32位MCU成本的進一步降低，16/32位MCU也已進入許多傳統(tǒng)上由8位MCU獨占的大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域，如消費類產(chǎn)品、白色家電等。然而這并不意味著8位MCU會逐漸退出市場。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，8位MCU的新品在低功耗、額外性能以及更小尺寸等方面不斷突破，幫助其不斷開拓新的應(yīng)用，更多的新興領(lǐng)域呼之欲出，比如智能消費類產(chǎn)品、健康醫(yī)療保健產(chǎn)品、安全監(jiān)護系統(tǒng)、能源控制系統(tǒng)以及汽車電子應(yīng)用等，由此帶出新的發(fā)展空間。可以預(yù)見MCU得以廣泛的使用使智能化的產(chǎn)品無所不在。恩智浦正是基于這樣的產(chǎn)品理念去完成它的新產(chǎn)品開發(fā)。
黃耀君 飛思卡爾為多個不同市場提供全面的8/16/32位MCU產(chǎn)品系列。從入門級的超低端8位設(shè)備(如KA和QD MCU系列)直到高性能的32位產(chǎn)品系列(如ColdFire系列嵌入式控制器)。我們還可以提供大量的功能性外圍設(shè)備，并將繼續(xù)向我們的微控制器IP產(chǎn)品中增加價值。我們是解決方案創(chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，開發(fā)的解決方案包括帶有集成以太網(wǎng)和USB接口的32位設(shè)備。為了滿足產(chǎn)品移植需求，飛思卡爾推出控制器產(chǎn)品系列Controller Continuum。這是業(yè)界第一種兼容8到32位產(chǎn)品的體系結(jié)構(gòu)。它可以提供兼容的芯片外圍設(shè)備和開發(fā)工具，幫助用戶輕松完成從8位到32位性能的演進。從基于RS08內(nèi)核的超低端8位微控制器直到高性能的ColdFireR嵌入式控制器，Controller Continuum都可以提供一系列針腳兼容的設(shè)備，幫助確保簡便易用性，即使在工程師擴展新產(chǎn)品的功能時也是如此。
韓繼國 我們把重點還是集中在8位MCU之上，對于16位和32位MCU市場不斷關(guān)注，等待機會。8位MCU市場特點是比較平穩(wěn)，我們除了做好傳統(tǒng)的遙控器、充電器、PC周邊市場外，還著重向小家電市場邁進。這個市場對MCU的EMC要求比較高，因此我們在新產(chǎn)品開發(fā)上重點突出EMC特性，并建立了自己的EMC評估系統(tǒng)。目前我們的BM22P64可以在簡單的RC降壓電源上通過4000V的EFT試驗，該產(chǎn)品很快就會大批量進入市場。
Michel Le Lan & Manish Vadher
愛特梅爾的CAP微控制器系列的目標是32位MCU市場，專注于新興應(yīng)用如創(chuàng)新的顯示和投影設(shè)備、低成本GPS，以及高度優(yōu)化的電機控制。這些應(yīng)用需要只有32位MCU才能提供的高處理能力和高數(shù)據(jù)吞吐量。愛特梅爾最近專注于兩個領(lǐng)域：一個是瞄準低功耗應(yīng)用的picoPower技術(shù)，另一個則是AVR產(chǎn)品系列中的150℃車用產(chǎn)品。此外，我們推出了AVR32產(chǎn)品，大大提升了32位處理器的性能/功耗比的標準。這個系列將有更多的器件，為我們的AVR 8位產(chǎn)品用戶提供一條升級的路徑，并且吸引新的客戶。在高端領(lǐng)域的32位嵌入式微處理器市場中，我們專注于以ARM9和ARM11為基礎(chǔ)的產(chǎn)品，這是專為運行復(fù)雜的操作系統(tǒng)而設(shè)計的，比如硬件帶有片上多媒體加速器選件的WinCE和Linux。
石川重信 NEC電子的8位微控制器主要應(yīng)用在電機控制、消費電子、白色家電、智能建筑、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，16位和32位微控制器主要應(yīng)用在辦公設(shè)備、車載、智能建筑、消費電子、高端電機、工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域。在這些市場上會出現(xiàn)一些8位、16位、32位交叉重疊的領(lǐng)域，為了讓用戶可以根據(jù)自身的應(yīng)用隨意選擇，提供廣泛而完整的產(chǎn)品群就非常重要。NEC電子的全閃存微控制器擁有豐富的產(chǎn)品線和完善的開發(fā)環(huán)境、高安全性、低價格、低功耗、易編程等眾多優(yōu)勢，受到各界用戶的廣泛好評。目前，NEC電子在32位微控制器領(lǐng)域擁有全球第一的市場份額，在整個微控制器領(lǐng)域，NEC電子位居全球第三。
Ross Bannatyne Silicon Labs的混合信號MCU使用8位8051核，它可實現(xiàn)SOC的功能。Silicon Labs的MCU在速度和功能方面得到了提升，在很多情況下可以取代16位的MCU。在某些應(yīng)用領(lǐng)域，32位的MCU的確是必要的，但是，最終的決定因素是成本，當用戶不需要使用大量代碼并且要求低功耗的時候，8位的MCU就是很好的選擇了。由于Silicon Labs在降低器件尺寸和功耗的同時持續(xù)投資于增加功能的研究，8位MCU將會更適用于大多數(shù)嵌入式控制應(yīng)用。
石敬巖 英飛凌的重點是實時嵌入式應(yīng)用，尤其是驅(qū)動應(yīng)用。因此，我們的8位、16位和32位微控制器適用于具備不同性能要求的多種電機控制器。它們具備三個共同的特性：適用于高端電機控制的功能強大且靈活的脈寬調(diào)制(PWM)單元；通過PWM直接觸發(fā)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)，快速實現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換；利用快速中斷響應(yīng)和上下文切換功能，實現(xiàn)出色的實時性能。
MCU內(nèi)核選擇
●ARM內(nèi)核成32位市場主流
●關(guān)注內(nèi)核不應(yīng)忽視性價比
金宇杰 在32位內(nèi)核方面，ARM公司是占據(jù)市場主導(dǎo)地位的，在2003年，ARM的合作伙伴已經(jīng)銷售了8億片產(chǎn)品，而現(xiàn)在每個季度就可以出貨3億片。恩智浦與ARM公司10年前就開始合作了。由于我們與ARM的合作關(guān)系，我們積極參與了從ARM2到ARM11的內(nèi)核開發(fā)。目前，恩智浦是ARM產(chǎn)品前三位出貨商之一。另一方面，全球排名前十的MCU產(chǎn)品供應(yīng)商大都推出了以ARM為內(nèi)核的MCU。隨著ARM MCU在全球范圍的流行，第三方的開發(fā)工具的支持不斷增加，開發(fā)工具的價格在逐步降低，越來越多的工程師投身到32位ARM嵌入式設(shè)計開發(fā)中。由以上可以推斷ARM在32位MCU中的主流地位是不容置疑的。
鑒于市場32位MCU存在很大的增長潛力，以及客戶不斷需要更高性能的產(chǎn)品，NXP的產(chǎn)品專注于在性能、功耗和成本方面的不斷提升。恩智浦公司32位MCU的開發(fā)基于ARM內(nèi)核，并不斷豐富其周邊接口，以提高性能為目標，同時也考慮針對某一應(yīng)用領(lǐng)域來配置合適的接口電路和內(nèi)在特性，從而不斷滿足市場在這些領(lǐng)域的需求。
Jean Anne Booth Luminary Micro的產(chǎn)品對于那些通常使用8位或16位解決方案的開發(fā)者來說是個絕佳的選擇。Stellaris系列是基于ARM Cortex-M3處理器的MCU，它是ARM Cortex處理器系列的微控制器成員。設(shè)計用于微控制器應(yīng)用的Stellaris系列為客戶提供進入工業(yè)最強領(lǐng)域的機會，它的編碼容量涵蓋從1赫茲到1G赫茲的范圍。
Cortex-M3核設(shè)計用來從事嵌入式MCU空間和提供一個劃算的8位和16位的設(shè)計。由于更小的編碼大小和對C語言(非匯編語言)的兼容，世界各地的用戶都會把他們8位和16位的設(shè)計轉(zhuǎn)換到我們32位Stellaris微控制器。
韓繼國 我們堅持認為，內(nèi)核的架構(gòu)很重要，但關(guān)鍵還是最終產(chǎn)品的性價比，尤其對我們目前主攻的小家電市場更是如此。我們花了1年多時間不斷優(yōu)化自己的MCU內(nèi)核，該內(nèi)核面積非常小，并已經(jīng)獲得了不俗的EMC特性，當然還不需要支付授權(quán)費用。這些都是我們相對其他采用外購CPU核設(shè)計產(chǎn)品公司的競爭優(yōu)勢。所以，我們未來的產(chǎn)品將主要圍繞這個核心展開研發(fā)。當然，采用別人成熟的CPU核設(shè)計產(chǎn)品也有一些好處，例如可以使產(chǎn)品盡快面市并能讓開發(fā)工程師很快熟悉之。
蘇 斌 目前ARM基于其完善的生態(tài)系統(tǒng)成為了32位市場的主流，但對于采用ARM內(nèi)核開發(fā)產(chǎn)品的公司來說，必須具備優(yōu)秀的產(chǎn)品定義能力以形成差異化優(yōu)勢，或者尋求規(guī)模優(yōu)勢以降低成本，否則容易形成同質(zhì)化競爭。而采用專有內(nèi)核一方面可以利用本公司的設(shè)計優(yōu)勢與工藝特點量體裁衣，建立自己的特色和優(yōu)勢，另一方面不需要投入相應(yīng)內(nèi)核的授權(quán)費用，但需要自行完成所有軟硬件的設(shè)計開發(fā)工作，當然通過對主流的嵌入式操作系統(tǒng)(如Linux、ITRON等)的支持，提供完善的軟件平臺能夠較好地屏蔽底層硬件的差異。
EPSON的MCU以自有的內(nèi)核為主，同時也有基于ARM內(nèi)核的ASSP產(chǎn)品。當前的IC設(shè)計一般都是基于SOC的設(shè)計，內(nèi)核在整個芯片中所占的比重可能并不大，而某些周邊電路反而是系統(tǒng)中最重要和最復(fù)雜的部分。EPSON走的是ASP(Application Specific Products)的路線，并不一味追求性能，而是專注于某些特定市場，基于目標應(yīng)用的需求，采用適當?shù)膬?nèi)核，盡可能集成所需的周邊，選擇適合的工藝(超低功耗、標準或是高性能工藝)，來開發(fā)針對目標應(yīng)用具有最佳綜合性價比的最“適合”的產(chǎn)品。同時，EPSON會提供客戶包括硬件參考設(shè)計、驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)、中間件等在內(nèi)的開發(fā)平臺以及針對特定應(yīng)用的解決方案，便于客戶盡快完成產(chǎn)品開發(fā)。
石敬巖 基于8051內(nèi)核的MCU具備多源/多供應(yīng)商的優(yōu)勢，有多種工具選擇。8051內(nèi)核作為各大學(xué)工程系的授課內(nèi)容之一，還享受強大的工程人力資源的支持。它經(jīng)過長期的發(fā)展完善，擁有忠實的用戶群。因此，我們的XC800點8位MCU采用雙周期8051內(nèi)核，旨在提供更強大的計算能力和實現(xiàn)兼容8051。為了滿足電機驅(qū)動設(shè)備的要求，我們集成了功能強大的智能模塊，例如16位矢量計算引擎。我們還將在其他8位MCU上采用這種方式。
對于基于ARM內(nèi)核的MCU而言，存在多種可選的32位ARM內(nèi)核(ARM7、ARM9、Cortex M3等等)，它們擁有不同的頻率和內(nèi)存配置，目的是提供不同的計算性能。它還采用通用工具鏈，使用戶能夠在不同內(nèi)核和供應(yīng)商之間進行選擇。但不同供應(yīng)商間的外設(shè)仍然存在差別，因此代碼也不必要求能百分之百重復(fù)使用。
我們希望英飛凌16位和32位微控制器具備驅(qū)動應(yīng)用所需的計算和實時性能，因此，我們決定在這些微控制器上采用自己的內(nèi)核。我們所采用的內(nèi)核包括針對實時嵌入式驅(qū)動產(chǎn)品優(yōu)化的C166內(nèi)核與Tricore內(nèi)核。這些內(nèi)核集成了CPU和DSP，同時還結(jié)合了占用內(nèi)核最小工作負荷的智能外設(shè)。
因此，我們的16位和32位MCU與基于32位ARM的MCU相比，采用了較低的頻率，在控制和DSP計算方面實現(xiàn)了更高的性能，例如位操作、預(yù)測中斷周期時間。加之我們非常注重產(chǎn)品質(zhì)量和工藝質(zhì)量，因此，這種微控制器適用于要求高可靠性的汽車和工業(yè)應(yīng)用設(shè)備，例如汽車傳動系統(tǒng)和工業(yè)自動化裝置。
Ganesh Moorthy 對于32位應(yīng)用，MCU內(nèi)核實際上還不如MCU所集成的外設(shè)重要。這些外設(shè)(如以太網(wǎng)、DAC、USB等)才是產(chǎn)品真正的特色所在，因為這正是客戶應(yīng)用所需要的。在32位應(yīng)用方面，由于大多數(shù)軟件都是以“C”語言編寫的，因此MCU內(nèi)核的選擇已經(jīng)變得不那么重要了，只要有適用于單片機的好開發(fā)工具就可以了。
有些人覺得基于ARM的產(chǎn)品供應(yīng)商多，因此轉(zhuǎn)換供應(yīng)商比較容易。實際上并非如此，因為軟件主要是針對外設(shè)特性而編寫的，而不論使用的內(nèi)核是否相同，不同供應(yīng)商的產(chǎn)品外設(shè)差異都很大。這也是為什么不同供應(yīng)商的8051產(chǎn)品不兼容，以及為什么8051并未主宰8位MCU市場的原因。
MCU產(chǎn)品特點
●性能、功耗、成本期待優(yōu)化
●集成化趨勢向外設(shè)擴張
金宇杰 面向中低端應(yīng)用市場，恩智浦公司推出低成本微控制器LPC900系列，集成UART、IIC、SPI等通用接口，并同時集成了8位或10位AD轉(zhuǎn)換器、DA轉(zhuǎn)換器、PWM、RTC等片內(nèi)外設(shè)，恩智浦最新推出的LPC95X系列產(chǎn)品，具有8-16kB閃存，在外部時鐘頻率下可以達到1MIPS的運行速度，充分考慮了速度和功耗的均衡。芯片提供了JTAG編程接口，使芯片開發(fā)變得簡單易行，10位8通道ADC能夠提供更高的精度，可以滿足更多應(yīng)用的需要。
恩智浦公司專注于性能、功耗和成本方面的研發(fā)，繼續(xù)與我們的客戶一道努力，不斷滿足市場在這些領(lǐng)域的需求。我們的微控制器集成了各種通用接口，如UART、I2C、SPI、ADC、DAC等。恩智浦更不斷推出豐富接口的產(chǎn)品，如：LCD驅(qū)動控制器，能根據(jù)用戶需要配置成QVGA/STN/TFT顯示效果；USB 2.0 Full Speed Host/OTG/Device驅(qū)動器，可將微控制器作為主動和被動設(shè)備連接到USB網(wǎng)絡(luò)；外部存儲器接口，可擴展各種靜態(tài)或動態(tài)存儲器，增加系統(tǒng)的存儲容量;還有10/100M以太網(wǎng)、觸摸板、I2S接口、CAN總線、LIN總線等，滿足網(wǎng)絡(luò)、多媒體、高端工業(yè)控制和汽車電子的需要。
Michel Le Lan & Manish Vadher：
愛特梅爾的CAP具有金屬可編程模塊，可根據(jù)客戶或愛特梅爾龐大的程序庫或?qū)I(yè)第三方設(shè)計公司的專用IP來進行定制。該模塊擁有足夠的系統(tǒng)門，可承載第二個通用處理器或數(shù)字信號處理模塊，因此CAP適用于廣泛的應(yīng)用，包括多媒體、電氣電機控制、GPS和醫(yī)療設(shè)備等。愛特梅爾的picoPower系列在設(shè)計時采用了許多低功耗技術(shù)，我們還為用于IEEE802.15.4/ZigBee應(yīng)用的MCU解決方案集成RF功能；也為智能電池產(chǎn)品的MCU解決方案集成高電壓模塊。而且，我們還將在2008年于標準微控制器產(chǎn)品中集成電容性感應(yīng)功能。
蘇 斌 EPSON的MCU在LCD控制器與驅(qū)動器的集成方面是業(yè)界最完善的之一，能滿足各種顯示需求。EPSON的USB控制器產(chǎn)品具備業(yè)界領(lǐng)先的性能，MCU中也根據(jù)需要集成了各類規(guī)格的USB控制器，目前主要支持USB 2.0 FS器件，未來會進一步集成HS host功能。另外，EPSON具有豐富的analog IP，如PLL、ADC等也已集成到MCU中。針對市場需求，EPSON也會在MCU中集成一些特定的加速電路，如音頻加速器等，以優(yōu)化系統(tǒng)性能。
石川重信 NEC電子在集成化方面做了很多工作，用以減少外圍器件數(shù)量，目前我們已經(jīng)將以往必須由外圍器件組成的復(fù)位電路、振蕩電路、EEPROM等功能全都集成到了MCU中，這樣有助于用戶降低系統(tǒng)成本。我們擁有豐富的生產(chǎn)線，因此從家電產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品到汽車電子，幾乎所有的應(yīng)用領(lǐng)域都可以使用NEC電子高度集成化的微控制器產(chǎn)品。
Ross Bannatyne 最近，Silicon Labs推出了第一個混合信號8位MCU系列用來提供在5毫米×5毫米封裝上運行的CPU——C8051F360。C8051F360為用戶提供更多的功能，它提供一個雙周期16×16的MAC，一個2%的內(nèi)部振蕩器和32KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存。C8051F360的高功能密度允許工程師在增強終端產(chǎn)品性能的同時限制器件的尺寸。此外，C8051F360還可將線性10位200ksps的SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可編程數(shù)模轉(zhuǎn)換器的精度模擬功能進行集成。
今年9月，Silicon Labs推出的C8051F336 MCU，使閃存容量加倍而達到16KB，其流水線型單周期8051內(nèi)核可實現(xiàn)25MIPS的CPU帶寬。高性能模擬特征被集成在芯片上，它包括一個高線性SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個用于模擬測量和控制的臨時數(shù)模轉(zhuǎn)換器(IDAC)。
Ganesh Moorthy Microchip的產(chǎn)品線包括近500種單片機產(chǎn)品，可為范圍廣泛的應(yīng)用提供支持。Microchip提供的創(chuàng)新解決方案可滿足提高能源效率和改善人機界面等應(yīng)用的需要。為支持這些應(yīng)用，我們的單片機產(chǎn)品結(jié)合了更高的性能、更低的功耗、更小的封裝、大量片上集成的精確模擬器件和針對不同應(yīng)用的眾多軟件算法。
在提高能源效率方面，Microchip的單片機產(chǎn)品提供了正確的性能組合，可改善馬達控制、提高電源效率以及功率因素校正能力、支持對熒光照明燈管和LED照明的數(shù)字控制，同時我們還提供用于電表應(yīng)用的解決方案。
在改善人機界面方面，Microchip的單片機產(chǎn)品可支持觸摸傳感、LCD控制以及QVGA屏幕控制功能。
MCU市場前景
●個人、工業(yè)、汽車為市場主體
●消費類產(chǎn)品領(lǐng)域競爭激烈
黃耀君 MCU市場將繼續(xù)以個人用戶、工業(yè)和汽車市場為中心。從2005年到2010年，個人用戶市場的年均復(fù)合增長率將達到7.2%，A/V業(yè)務(wù)的迅速增長、普通用戶產(chǎn)品價值和復(fù)雜性的持續(xù)提高都將推動MCU市場的發(fā)展。工業(yè)市場包括工廠自動化、電源、大樓控制、防火、照明、HV/AC、遠程計算機工作站和氣體檢測等，貨物跟蹤及監(jiān)控、高效能發(fā)動機和照明控制等應(yīng)用領(lǐng)域都將迅速增長。從2005年到2010年，汽車用MCU市場將以7.4%的年均復(fù)合增長率穩(wěn)定增長，每年2.7%的汽車生產(chǎn)量增長和新興市場將是主要的增長領(lǐng)域。此外，每輛車中使用的半導(dǎo)體元件數(shù)量在以每年平均6%的速度增長，專家預(yù)測，汽車中使用的半導(dǎo)體元件數(shù)量到2015年將增加一倍(每輛車450美元)。另外，日益嚴格的安全(如乘員位置檢測和TPMS)、尾氣排放和燃料消耗要求也促使汽車生產(chǎn)商開發(fā)更多混合燃料汽車，如柴油機車、靈活燃料(FlexFuel)汽車、汽油直噴汽車和氫氣燃料車等，所有這些需求都需要先進的電子元件。
韓繼國 MCU市場可謂群雄逐鹿，歐美MCU提供商不斷受到韓國和中國臺灣地區(qū)廠商的挑戰(zhàn)；歐美廠商從細分市場中重點將逐漸轉(zhuǎn)移到汽車電子、工控設(shè)備、醫(yī)療儀器等高端市場，而韓國和中國臺灣地區(qū)廠商仍將在消費領(lǐng)域激烈競爭。中國大陸MCU提供商將在遙控器、小家電領(lǐng)域具有一定競爭力。
Jean Anne Booth MCU市場正處于由8位、16位向32位轉(zhuǎn)化的過程中，Luminary Micro正致力于為這種轉(zhuǎn)化提供低成本、高集成度的解決方案；此外，MCU內(nèi)核正由自有架構(gòu)向ARM架構(gòu)轉(zhuǎn)化。我們預(yù)計未來MCU在中國市場將會有大幅度的增長。
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