無線 MCU

物聯(lián)網(wǎng)市場的高速發(fā)展，無疑也在攪動半導體行業(yè)原有的格局，為了在物聯(lián)網(wǎng)時代不掉隊，各個芯片廠商都在努力發(fā)展適應市場需求的新產(chǎn)品品類。因為聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)終端設備的基本需求，所以在原有的MCU中集成RF無線收發(fā)器、能夠跑各種無線協(xié)議，讓物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的架構(gòu)和開發(fā)過程更為簡潔，是最自然不過的產(chǎn)品演化邏輯。因此，無線MCU就應運而生了。

而面對市面上林林總總的無線MCU產(chǎn)品，如何能夠選擇一個和你的應用場景“對路”的產(chǎn)品，這其中還是有一些套路可尋的。

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套路一，看硬件平臺

通常無線MCU都是脫胎于廠商原有的一個MCU平臺，比如NXP的KW無線MCU是基于ARM Cortex-M架構(gòu)的Kinetis系列MCU中的一個子類，TI的SimpleLink無線MCU平臺背后則是MSP430 MCU的基因。

無線MCU有一個好“出身”對開發(fā)者的意義在于，原有的MCU平臺已經(jīng)經(jīng)過了市場的驗證和打磨，比較保險，同時原有MCU平臺上很多成熟的資源可以復用，能夠確保更快獲得因應市場變化的新品。

選定了硬件平臺，開發(fā)者就需要根據(jù)特定的應用場景去挑選適合的產(chǎn)品。MCU主處理器的計算能力和片上存儲容量是兩個最主要的因素，因為它們決定了是否有足夠的計算資源和存儲空間去同時跑無線協(xié)議和運行應用程序。

有的無線MCU還將無線協(xié)議的運行卸載到一個專門的協(xié)處理器上，以減少主處理器的計算負荷，比如TI SimpleLink系列中的CC1310/1350無線MCU。廠商通常會提供不同硬件配置的產(chǎn)品，開發(fā)者需要根據(jù)實際應用和未來擴展的需求，做綜合的考量和選擇。

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套路二，看軟件資源

MCU選型單看硬件顯然是不夠的，軟件和開發(fā)工具的支持同樣重要。除了MCU開發(fā)常用的開發(fā)換環(huán)境，提供無線互連相關(guān)的軟件也是無線MCU比拼的重點。比如NXP就可為KW41Z/31Z/21Z無線MCU提供BLE、generic FSK, Thread, 802.15.4 MAC和Simple MAC (SMAC)等豐富的軟件和協(xié)議棧。

同時，開發(fā)平臺的兼容性也很重要，TI就特別強調(diào)其SimpleLink MCU平臺是“具有單一軟件架構(gòu)、模塊化開發(fā)套件，能夠在整個MCU產(chǎn)品系列上實現(xiàn)100%的代碼重用”。所以，開發(fā)者一定不能忽視無線MCU配套的軟件環(huán)境。

圖1，TI的SimpleLink無線MCU平臺，是平臺化無線MCU的代表

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套路三，看安全功能

安全愈發(fā)成為物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品的必備功能，所以主流的無線MCU產(chǎn)品中基本都內(nèi)置了安全性功能模塊。如NXP的KW41Z/31Z/21Z無線MCU中就集成了AES-128加速器和真隨機數(shù)發(fā)生器(TRNG)。

再如TI SimpleLink系列的CC3200 WiFi無線MCU，在片上集成了TLS協(xié)議棧，并通過一個專門的網(wǎng)絡協(xié)處理器運行，使得無線應用的開發(fā)者能夠快速開發(fā)出具備網(wǎng)絡安全防護功能的WiFi終端產(chǎn)品。所以如果你看到一顆沒有考慮安全防護的無線MCU，就要小心了。

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套路四，看是否支持多模

為了適應多樣化的物聯(lián)網(wǎng)應用需求，現(xiàn)在芯片廠商陸續(xù)推出了一些支持“多模”無線互連的產(chǎn)品。比如TI的CC1350就是SimpleLink系列中第一款能夠同時處理Sub-GHz和2.4GHz BLE無線通信的無線MCU，NXP的KW41則是一顆可以同時運行BLE和Thread（基于IEEE 802.15.4）兩套協(xié)議棧的單芯片多協(xié)議無線通信MCU，這類多模無線MCU的出現(xiàn)，無疑會給開發(fā)者的產(chǎn)品定義帶來更大的想象空間。

圖2，NXP KW41多協(xié)議無線MCU，可以同時運行BLE和Thread兩套協(xié)議棧

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套路五，看特殊硬件功能

一些無線MCU中，還會集成特殊的硬件功能，這對一些有特定市場指向的應用會很有價值。比如在NXP最新推出的支持BLE的QN908x無線MCU中，特別引入了一個FSP（Fusion Sensor Processor）協(xié)處理器，故名思議是瞄準傳感器的融合計算硬件單元，與產(chǎn)品中的Cortex-M4F主處理器相比，其在矩陣求逆和256點FFT運算中，會讓產(chǎn)品獲得更好的性能表現(xiàn)。這對于以可穿戴設備為目標市場的QN908x來說很具針對性，當然會有效提升產(chǎn)品的“賣相”。

圖3，NXP最新推出的支持BLE的無線MCU QN908x，內(nèi)置優(yōu)化的FSP硬件協(xié)處理器

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套路六，看低功耗特性

低功耗是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的基本功，通常開發(fā)者可以從無線MCU的Datasheet中查到相關(guān)的功率特性參數(shù)，并以此為依據(jù)做產(chǎn)品整體的功耗預算。是否采用特殊工藝、MCU處理器架構(gòu)類型、多樣化的電源模式、時鐘管理機制等，都是影響MCU整體功耗特性的因素。

按照以上的套路，我們就基本可以得到一個無線MCU的“畫像”，誰才真正是更適合你的“菜”，想必大家也會心中有數(shù)了。