業界聲音

1、針對MCU新出現的趨勢，工程師們這樣選型

嵌入式系統聯誼會秘書長：何小慶

現在的MCU主要分為兩類：專用的SoC型MCU和通用型MCU。SoC型MCU在市場上的產品很多，這類芯片的出現，從廠家的研發到推廣的力度，都比通用型MCU要大和強。像TI公司目前ARM類的MCU就是以SoC的MCU為主，并且針對IoT 領域。

恩智浦與Freescale 合并后，在SoC 型MCU的研發力度比以前要大。恩智浦現在兩條腿在走路，一方面擁有通用型的MCU（比如54xx系列），另一方面擁有SoC型的MCU。目前的市場現狀是：堅持通用型線路的MCU生產廠商為數不多，ST公司的Cortex-M0/M3/M4/ M7系列還在此行列，目前擁有900多種產品；Silicon Labs的Gecko （小壁虎）系列也一直在走通用型路線，最近幾年，Silicon Labs專注在無線領域SoC型MCU上，內核還是沿用小壁虎的內核，外圍電路集成藍牙和ZigBee功能，Silicon Labs比較擅長關于IoT的Thread網絡協議棧。

從開發者的角度來講，該選擇通用型MCU還是SoC型MCU呢？可以從以下4方面來考慮：

①從技術的角度選擇MCU：審視所要做的產品所涉及的無線協議的標準是否成熟。如果技術很成熟，又有許多成熟的產品在應用，無論是RF的硬件技術還是IP軟件技術，我們選SoC型MCU的風險比較小，因為其把所有功能集成在一起，一旦出現問題，依靠廠家才能幫助解決。反之，如果工程師在做一款新的通信標準的產品，那么還是選擇通用型MCU+外圍無線通信模塊的組合方式為好，這樣當通信的硬件或軟件不成熟時，我們可以更改外圍電路部分，主控模塊的軟件部分則不用做修改。

②根據產品來選擇MCU：當工程師要設計尺寸特別小的可穿戴設備時，比如智能手環或手表，肯定會首選SoC型的MCU，比如選擇集成了藍牙芯片的里邊攜帶一顆ARM Cortex M3或M4的MCU，這樣的好處是不僅節省了很多元器件，減小了整個PCB尺寸，而且功耗更低，給產品帶來更大的競爭性。如果是工業類產品，對尺寸無特殊要求，那么可以任意選擇MCU的類型。

③考慮已有的產品平臺：工程師要考慮到，企業是否已有通用的MCU平臺，企業往往不止開發一款或一個系列的IoT產品，而是有多條產品線，數十人或幾百人的團隊在做項目。如果公司已有通用型平臺，那么就要選擇一款通用型的MCU，像恩智浦的LPC系列。在企業已有大量已經開發好的軟件的狀態下，就不會特別贊成工程師們選擇SoC型MCU。

④根據價格和供貨角度選擇MCU：通用型的MCU市場競爭激烈，MCU本身的價格會更便宜；做整體方案時，要考慮供應鏈的問題，在選擇某個公司的某一款SoC型 MCU時，替代性比選擇通用型MCU加外圍通信模塊的方案余地要小，若廠家的依賴度更大，當廠家的價格或供貨周期出現問題，那么對產品正常的發貨和影響會很大。通用MCU可替代性要好些，供貨問題也是工程師朋友選擇MCU的時候要注意的地方。

2、支持多種無線協議的SoC正在開啟全新物聯網時代

Silicon Labs微控制器產品高級營銷經理 ：?ivind Loe

將各種功能集成到MCU中有許多益處，包括更低的解決方案成本、更小的占板面積和更高的功能集成度，進而可產生更高的性能和更低的功耗。為了滿足物聯網（IoT）市場的需求，市場上已經出現了一類全新的、高度集成的、支持多協議連接的無線MCU。我們認為，這類多協議無線MCU（也稱多協議SoC）正是異構MCU的一種形式。

作為將硬件和軟件工程工作結合在一起的結果，我們看到能夠支持多種無線協議的無線MCU和SoC實現了快速增長。這些多協議器件開啟了全新的物聯網功能，例如在其他無線網絡協議中實現簡化的設備配對和藍牙信標功能。多協議SoC也支持在所部署設備的生命周期中對它們進行無線更新，并且提供了一種簡單的方法可以與傳統的專有協議協同工作。開發人員力圖在簡化終端節點設計的同時添加無線連接功能，目前，來自多家供應商的、先進的多協議、多波段SoC正在為他們提供更大的靈活性和更多的開發選擇。

Silicon Labs的多協議Wireless Gecko SoC可以為物聯網設備提供靈活的無線連接和價格/性能選擇。Wireless Gecko產品系列集成了強大的ARM Cortex-M4內核、節能的Gecko技術、高達19.5dBm輸出功率的2.4GHz無線收發器，以及先進的硬件加密技術。Wireless Gecko SoC提供用于網狀網絡的最佳Thread和ZigBee?協議棧、用于專有協議的直觀的無線軟件接口、用于點對點連接的Bluetooth Smart，以及用于簡化無線開發、配置、調試和低功耗設計的Simplicity Studio工具，從而加速無線產品的設計。

3、提供全套軟硬件系統解決方案，助力工程師研發項目

Microchip 8位單片機產品部產品營銷經理 ：Wayne Freeman

歸根結底，客戶要尋找的是一個能滿足其所有需求的全套系統解決方案。我們并不必費盡心思地將各種各樣的功能物理集成到單顆MCU中；我們要做的是構建滿足客戶需求并能簡化和縮短開發過程的解決方案。這些系統解決方案并非專注于獨立元件，而是專注于一個融合軟硬件的完整解決方案，它能輔助嵌入式設計人員更快地從階段A進行到階段B。這是我們從客戶那里了解到的他們的期望，以及我們所看到的市場風向。

Silicon Labs提供的解決方案有集成多種功能的單顆芯片或可加快應用原型開發的交鑰匙方案，從而使設計周期更短，更具成本效益。這種解決方案的重點是，通過降低客戶對特定設計領域的專業知識的要求，使不同行業的客戶均能受益?？蛻衄F在可以將連接或安防等元素看作一個個功能模塊，在設計的整個生命周期隨意添加而無需重新設計，進而輕松擴展應用的功能。

全套系統解決方案通過利用集成硅晶片、開發硬件和軟件工具的生態系統，使得某一應用能在多個不同項目中重用。此外，在基于MCU的解決方案中，更高級別的集成允許工程師通過減少BOM和設計的總尺寸來滿足設計的成本目標。例如，可將一款單片機與一臺射頻收發器集成到一個片上系統中，減小電路板尺寸，降低總功耗及設計復雜度，從而加快智能家居應用的開發過程。

這些技術改變降低了設計風險，同時賦予設計人員更大的靈活性，不僅使設計更快投放市場，而且還降低了系統成本。幾乎所有行業（如消費電子、醫療、工業自動化及汽車等）均能從集成中獲益。

4、異構集成推動嵌入式與IoT行業的整體進步

恩智浦微控制器業務線高級工程師 ：宋巖

嵌入式應用的眾口難調與IoT應用的高速發展，是推動異構集成的原動力。通用CPU的通用性決定了它不能面面俱到，因此，加入專用的協處理器或可編程硬件加速引擎，順理成章就成為取長補短的首選。比如高端的音頻DSP和專用的安全處理單元，對于需要安全連接的智能語音識別和音頻設計非常有好處；而圖形圖像專用硬件的集成，則打開了MCU平臺進入高級HMI和視覺應用的大門。

近年來，隨著IoT與萬物互聯的爆發，需要無線和高頻相關的硬件設計，以及多種傳感器的使用。在MCU中集成無線模塊、傳感器融合算法加速引擎等，滿足了IoT節點和穿戴設備的需要。說起異構集成自然要提到異構多核，這類集成留給用戶發揮的空間最大。比如M4與M0+的集成，M0+可以做任務分擔、負載均衡、硬件加速、組件隔離等多種應用場景，提高了能效和性能。A7+M4的異構，則更多發揮M核在能效和實時性的優勢。

恩智浦在異構集成領域擁有全方位的產品和解決方案。比如雙核的LPC4300與LPC54100系列通用MCU，集成了ZigBee、BLE和傳感器算法加速的多款無線MCU(如QN/JN/KW產品系列)，在新發布的i.MX RT上集成了可用于顯示和攝像的像素處理加速管道，以及i.MX 7系列的A7+M4等配置。在今后的產品路線圖中，恩智浦會在多種異構集成上持續創新，助力行業的整體進步。

編輯視角

目前的市場現狀是，通用型MCU和SoC型MCU共同存在。最近一段時間，SoC型MCU的種類會更多一些，廠家也更多一些，這是因為IoT在無線通信領域的發展會隨著標準不斷地快速更新，比如華為推出的NB-IoT芯片，市場競爭更為激烈，需要更多的專用型芯片。通用型MCU用途比較廣泛，當然也會在市場中繼續存在。

從嵌入式硬件從業者的角度來講，MCU的SoC集成化會使硬件工程師的比例加速減少，這也是嵌入式行業發展的大趨勢，不可逆轉，底層軟件的工程師也比5年前要減少。想在未來存活，硬件工程師就要做到更專業。不過也不用為此悲觀，比如SoC型的MCU是針對專業產品設計的，它越簡單、越好用，面對的市場也會越窄，這樣就需要更多對射頻器件與MCU的接口設計、天線調試、數據的采集、濾波處理等技術有特別好理解的專業工程師來調試、修改、投產，做好做精。廠家不可能讓元件器自動具備這些功能，嵌入式硬件工程師們還會有更廣闊的舞臺。MCU的發展時時刻刻在變化，一切都以市場化為導向，相信萬物互聯的時代會帶給MCU更多的可能性。