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技术应用多元发展 MCU厂商如何差异化应对

时间:2014-07-24  来源:中国电子报  浏览次数:2766  字体:"大" "小"

编者按:在32位MCU全面替代8位大势已定的情况下,如何更好地向新的应用领域延伸成为2014年MCU行业的主旋律。不同市场所需MCU的性能、规格、功耗有何不同?MCU厂商如何应对?《中国电子报》特邀主流MCU厂商和分销商发表观点。

飞思卡尔亚太区汽车微控制器市场营销总监易生海

瑞萨电子(香港)有限公司通用和SoC产品中心统括经理王志航

瑞萨电子(中国)有限公司汽车业务中心统括经理赵坤

恩智浦半导体微控制器产品技术市场经理张小平

英飞凌科技(中国)有限公司汽车电子事业部市场总监杜曦

英飞凌科技(中国)有限公司  汽车电子工业及多元化市场部高级经理王亦菁

Silicon  Labs微控制器产品市场总监Greg Hodgson

意法半导体中国区MCU市场高级经理曹锦东

微芯亚太区家电解决方案部市场营销经理Alan  Lee

Marvell副总裁兼移动及物联网事业部总经理Philip  Poulidis

东芝电子(中国)有限公司技术统括部长尾一幸

兆易创新GigaDevice  MCU产品经理金光一

安富利电子元件中国区业务发展总监钟金洪

贸泽电子亚太区市场与商务拓展总监田吉平

e络盟大中华区总经理刘嘉功

低功耗必然的发展趋势

王志航:使用低功耗MCU来实现环保节能是市场的发展趋势。在家电行业,瑞萨重点推广RL78  MCU系列。RL78基于16位CISC架构,具有丰富的模拟外设功能,专门面向超低功耗应用,让用户能够以更低的成本构建小型、高能效系统。在运行效率达到1.39DMPS/MHz的前提下,RL78的运行功耗很低;当开启实时时钟和低电压检测模式时,RL78所消耗的电流仅为0.57μA。另外,RL78有3种低功耗模式(停止,暂停和贪睡),可以通过关闭某些CPU功能来最大化地延长电池寿命。

Greg  Hodgson:低能耗对MCU来说越来越重要。Silicon  Labs可提供业内最节能的8位和32位MCU,是能耗敏感、电池供电设备的理想选择。所有Gecko  MCU都具有外设反射系统(PRS),能够监视复杂的系统级事件,允许不同MCU外设之间进行自治通信,同时保持CPU尽可能长地处于节能休眠模式,从而降低系统整体能耗。Silicon  Labs的Simplicity  Studio开发平台包括能耗感知的开发工具,是嵌入式开发人员针对低能耗进行优化设计的。

张小平:恩智浦MCU应用范围很广,在客户比较关心芯片的功耗和体积,以及有关传感器的软件支持等方面。恩智浦  MCU提供了LPC1100系列和LPC800系列低功耗产品,分别是基于Cortex-M0和Cortex-M0+的内核。未来我们会推出基于M4内核的全新低功耗产品系列,为市场提供更高性能的低功耗MCU产品系列。

金光一:GigaDevice  GD32 MCU具备高性能、低功耗和易用性的应用优势。GD32  MCU采用了高速的Cortex-M3内核和自主知识产权的gFlash专利技术,实现了内核对Flash访问的零等待。对比测试结果来看,GD32的代码执行效率比市场同类产品提高30%~40%,并针对家电的节能环保及电池供电等应用进行了功耗优化。GD32  MCU提供了3种省电模式,同主频下的工作电流比市场同类产品降低了20%~30%,在最高主频下的全速运行功耗仅为1.05mW/MHz。另外,我们的  MCU还提供了多种封装形式,全系列产品在软件和引脚封装方面全兼容,适合从低端到高端的不同项目需求。

Alan  Lee:微芯多年来始终致力于发展可降低能耗和提高能效的技术。我们的超低功耗技术可提供行业最低的运行和休眠电流,具备超低功耗技术的产品可以使设计人员降低系统的待机功耗。在家电中,电机能耗占总能耗的比例较大。通过在无刷直流电机和永磁同步电机上采用先进的电机控制技术,可以实现更高的能效。微芯拥有种类齐全的电机控制IC,可实现高性能、精确的电机控制系统设计,并使之更为节能且运行更安静。最近,我们扩展了16位dsPIC系列和三相BLDC电机驱动器,这样便可涵盖范围广泛的包括低成本和高级设计在内的电机控制应用。

曹锦东:在智能照明时代MCU应具有高调光精度、低成本、节能以及应急保护功能,具体对MCU的需求表现在如下几个方面:精准控制电流,延长灯具寿命;多种保护功能,保证灯具安全;高集成度,节省空间和成本;灵活且精确的调光,同等亮度更少能耗;为多通道提供独立的定时器门限输出功能;通信方式多样化,支持IR/无线/DALI/DMX512/PLC/;具有较高的工作温度等。

王亦菁:家电领域的低功耗包括运行和待机功耗。相比手持设备,家电对于低功耗的要求并不是非常苛刻,其更关心的是如何在整个系统上实现节能,而非微控制器本身的功耗。英飞凌的微控制器XMC1000系列主要应用于电机控制方面,关注整个系统的变频节能,其本身在运行功耗上也比较有优势。

MCU+无线物联时代新宠

Philip  Poulidis:针对物联网的应用,Marvell的策略是进行完整的IoT平台的开发。首先,整合了无线技术,将周边不同的装置都整合到我们的平台上。近期,我们在IoT平台解决方案上推出了3款芯片。这3款芯片都是单一芯片,第一款是WiFi跟MCU的整合,第二款是蓝牙跟MCU的整合,第三款是EZ—Connect和ZigBee的整合。从WiFi到蓝牙,再到ZigBee,Marvell在不同无线技术方面的整合是业界中最完整的。低功耗是非常重要的元素。有一些家庭的设备里面装的是电池,所以低功耗和续航能力非常重要。同时在这个平台上还需要完整的软件和SDK  技术,让用户可以更容易、更方便地开发产品。在IoT领域,不仅终端有非常好的设备功能,在云端上服务方面也需要做整合。

长尾一幸:近年来,传统的白色家电也开始通过无线通信技术实现家电联网,用手机控制各类家电的设想逐渐变成现实。这对MCU提出了新要求:链接功能提升、高速数据处理能力、大容量Flash、低功耗。

针对上述新要求,东芝已经开发了各类MCU满足客户需求。例如内置以太网、USB  Host、 USB Device、CAN总线等的M369+东芝的蓝牙或者WiFi,将各类家电轻松接入Internet。东芝开发了带浮点运算、高达1.5M  Bytes Flash容量、运算频率达120MHz的TOSHIBA MCU  M461和M462,可以满足客户高速数据处理的需求。我们计划开发蓝牙+M0的一体芯片,可以实现低功耗无线数据传送。M0+ETC的一体芯片,使客户能更便捷地开发ETC产品,令高速公路更畅通。

Alan  Lee:随着生活水平不断提高,家电需要超越最基本的功能。现在,我们已拥有将传统家电转变为智能设备所需的一切关键技术。例如,丰富多样的传感技术和连接技术。连接功能,尤其是无线连接可以将家电连接到Internet和智能电网上,这是智能家居市场所需的关键技术之一。虽然市场中有许多WiFi解决方案,但针对功耗至关重要的嵌入式控制设计解决方案却很少。微芯提供超低功耗WiFi和Sub-GHz模块。此外,我们的射频模块是经权威机构认证的标准模块,能减少射频开发的时间和工作量。

Greg  Hodgson:我们把物联网(IoT)看作计算的进一步演进,在我们生活中电气设备添加智能感应、处理和无线连接,将使它们变得更加实用。IoT早已对家电、LED照明和汽车市场产生了显著影响。Silicon  Labs为各类IoT应用提供了覆盖广泛的基于8051内核的8位MCU和基于ARM内核的32位MCU产品,同时也包括完整的开发环境—— Simplicity  StudioTM,用于加速IoT系统设计。对于应用广泛的LED照明市场,我们提供了业内领先的基于ARM内核的ZigBee  SoC,能够为智能灯控系统提供智能无线连接和网状网络。

SoC要和应用捆绑

易生海:SoC是一个很好的话题,汽车电子功能实现从板级向芯片转移,在某些方面的确在发生。这背后包括了很多客观因素,需要很多条件。但就中国的本土汽车电子规模而言,总体还不到这个程度。SoC第一位的决定因素是ROI(投资回报率)。估算中国本土汽车电子市场规模在1.4亿美元左右,分布在10多个应用里面,SoC主要和应用捆绑,所以能做的就很有限了。

张小平:SoC的集成度越来越高,这是一个发展趋势,而MCU是其中不可或缺的一部分。从连接无线芯片、GPS  和传感器,到信息数据的采集处理以及人机交互操作,MCU都具有更强的适用性和更大的灵活性。基于未来的技术发展趋势,MCU会不断集成、整合更多的功能,这也是恩智浦的优势所在。SoC+MCU的应用模式设计灵活,能够为客户提供不同资源配置的MCU,从而提供最优性价比的产品。结合市场需求、行业应用、技术发展趋势以及低功耗要求,恩智浦MCU一直致力于为客户提供单芯片解决方案的MCU产品系列。

长尾一幸:东芝半导体有非常丰富的产品线:MCU、模拟器件、通信产品(蓝牙、WiFi、NFC等)、传感器。有效地整合以上技术,开发适合市场的SoC,是东芝半导体发展的一个方向。例如东芝的TMPM342,内置2路7位步进马达驱动、PSC、运放等功能模块,广泛应用于数码相机、镜头控制、安防以及家用监视探头等领域。中国的MCU市场本土化进程不断加快,竞争越来越加剧。东芝的策略是利用自身技术优势,走技术差异化的道路。

金光一:面对新型的特定性应用需求,SoC芯片有其自身的优势,可以有效地整合处理资源并提高系统硬件的集成度,但在兼顾外设模块的通信需求及人机交互等方面,不如通用MCU灵活经济。因此SoC芯片可以发挥算法处理的核心功能,但MCU作为系统管理的核心器件还将在数字家电市场得到更广泛的应用,包括数据流的传输、人机界面、显示与触摸控制、无线控制等。目前已经有非常多的客户在游戏机、摄像头、路由器、音响、遥控手柄等产品中使用了Gigadevice  GD32系列Cortex-M3 MCU,预计今年还将继续增长。

曹锦东:就SoC的趋势来看,针对连接需求增长,MCU需要提供更多的外设与外部模拟和数字世界进行数据交互;  针对智能,MCU需要获取信息进行高效的、智能化的信息处理;针对处理需求,MCU一方面需要满足实时性处理要求,另一方面还要与远程中心进行信息互换。这些都是物联网时代对MCU的需求。

杜曦:早在几年前,英飞凌就曾推出了基于8051核的8位SoC芯片,该芯片被成功地应用在小功率汽车电机控制系统里。最近我们又将推出基于ARM的32位SoC芯片,分别集成了桥驱动或继电器输出驱动输出。用SoC构建的控制系统体积小,易于和被控对象集成,功能单一,控制对象固定的应用有其独特的优势。但是,需要指出,针对系统工作环境苛刻、控制对象复杂、驱动功率要求较大的系统,通用型MCU会更适合,灵活性更高。在SoC整合中要考量的因素包括:应用的灵活度,比如是否要进一步扩展其功能;应用环境和标准;方案的性价比以及半导体技术的实现。SoC方案的差异化将表现在应用控制功能的不同。

中国市场复合增长率高达双位数

钟金洪:过去5~6年中国半导体市场快速增长,由过去占全球的30%到现在的40%左右。在各类元器件里,MCU增长尤其迅速,复合增长率已高达双位数。这是因为中国电子产品功能越来越多、变化越来越快、开发周期越来越短。MCU利用软件来实现各种功能的变化,从而缩短产品开发周期,成为理想的解决方案。

易生海:中国平均每辆汽车的控制器(MCU/MPU)为45美元左右,同时期美国平均每辆汽车的控制器为140美元左右,可见中国汽车电子的发展大有可为。微控制器的发展趋势是跟着汽车电子系统的要求走的,不同系统对MCU的要求不同。

田吉平:中国的MCU市场构成很丰富,几乎覆盖了各种应用。MCU相关开发工具的进步,以及网络平台技术交流的普及,使得中国已经有了相当数量的高水平MCU应用工程师。对MCU应用技术的深厚理解与掌握,让他们有更个性化的MCU选型需求。我们认为中国MCU市场的特点是MCU料号需求宽泛,某些应用对价格非常敏感,对新产品的需求不断提高。

长尾一幸:中国MCU市场低端产品面临价格剧烈竞争,高端的产品客户缺乏自主开发能力。东芝坚持走技术差异化路线,以提供附加价值的策略来赢得客户。除了提供先进的产品,提供增值服务也是东芝的方针之一。现在东芝仍然坚持为客户提供各种参考方案,使得客户能在较短时间内很轻松地完成开发工作。

Greg  Hodgson:中国市场需要特别丰富的MCU产品组合,需要多种Flash存储大小、多种外设选项的特性丰富的产品系列以及在各类MCU系列产品内引脚和软件兼容。为实现客户产品快速上市,MCU产品也必须能够提供较短的交货周期。MCU的产品价格必须具有较高的竞争力,要提供最低物料(BOM)成本的解决方案。在中国IP保护是一项重要考虑因素,MCU必须提供基于Flash的内容保护。同样的,在中国市场为客户提供版权保护的编译器授权以满足法律要求,这对MCU供应商是有益的。

张小平:中国MCU市场覆盖了几乎所有电子行业,具有分布范围广、技术更新速度快、产业链健全等特点。为了更好地适应中国市场的需求,恩智浦与中国市场的客户进行着更加广泛的深度合作,为客户提供最及时的技术服务和支持,从而使我们能拥有更大的市场份额。

刘嘉功:由于产品生命周期缩短,利用MCU进行产品设计的工程师需要更好的途径获得正确的解决方案、产品及相关资料。越来越多中国公司将采用更先进的技术以提高生产率并加快产品上市速度,从而提升成本效益。而那些能够改变制造过程、改变供应链并改进商业模式的产品与服务将备受欢迎。

金光一:中国市场对于32位MCU的需求量在逐年提升,工业控制、家用电器、移动支付和物联网等市场都是目前的应用热点。我们作为中国首个Cortex-M3系列32位通用MCU的半导体供应商,充分了解本地市场高性能、低成本和易用性的使用需求,为中国用户带来优异的系统性能与灵活的应用体验。同时,我们的产品设计及生产制造均在国内完成,订货交期有保障。