嵌入式领域的“1314”，你读懂了？

2013年，表面总体波澜壮阔的嵌入式技术领域深层，也每每暗流涌动。得益于智能手机与平板电脑消费领域的强劲带动，处理器红遍2013年;FPGA与DSP较劲依旧，ASIC与ASSP近年来在FPGA咄咄逼人浩荡声势之下，偶尔穿插其中算是小插曲。不容忽视的是，具备高度个人定制逻辑电路运算结构优势，挟主流高端半导体工艺突破20nm/28nm关口，FPGA功耗与成本双双有所回落，为其拓疆DSP、MCU、ASIC与ASSP市场占得先机;MCU/微处理器的爆发更多意义为体现在下半年物联网和可穿戴设备的比翼双飞效应带动，传统工业与消费领域也贡献了可观市场份额。实际上，MCU大戏尤其引人注目在于其“内忧外患”困境。外有FPGA逻辑器件大军压境，内有32位MCU、8位MCU、16位MCU各自为战，大有一统江山，大战一触即发之势。FPGA、MCU、DSP、处理器的融合大势呢?还有ARM架构、x86架构、MIPS以及其他Atmel的AVR、MicroChip的PIC以及合泰的HT等自主嵌入式架构呢?攘外必先安内，果真奏效吗?

要生存则必须时刻战斗。为巩固和提升自身在各自领域影响力，知名厂商或追加研发投资，或并购快速加强技术产品线，或挥军新领域等，每一次策略变动都预示着机遇和冒险!嵌入式业者带着带着或悲或喜的复杂心态，被时间这只大手由2013年不由自主地翻过崭新的2014年。2014年，我们该关注什么?在嵌入式技术发展的浩荡大流中，嵌入式领域的“1314”，你都读懂了么?尝试着看看电子发烧友网编辑整理的这些关键词，或许有所助益。

1.国产单片机

众所周知，现在市场上的MCU仍是国外和台湾品牌大行其道，国产MCU份额还很小，且均集中在8位MCU，属于低端市场。现如今，国外厂商纷纷推出低价32位MCU，意欲取代8位单片机市场。猛浪来袭，国产MCU究竟走向何处?是否8位单片机真的会被32位单片机取代呢?国内厂商又当如何应对?鉴于此，电子发烧友网上周发起活动，就“国产单片机(MCU)崛起”的话题进行讨论，引发广大网友热议，各方高见汇聚于此，让小编一一为你道来。

尽管32位MCU是大势所趋，大多数人仍然看好8位MCU，认为其不可能被取代。较为主要的一个原因是，从操作上来讲，8位MCU相对简单，对于小产品而言较为合适。况且，一些低端产品用不了太多性能，倘若用32位MCU，性能过剩的同时还会加大功耗，反而得不偿失。

有网友表示，“目前在做移动电源，用到的都是国产MCU。这些单片机都是OTP(一次性编程)形式的程序存储器，不适合学习，只适合工业化，可以做得很便宜。”就目前市场而言，与16位、32位应用市场不同，8位MCU仍有出路，国产单片机在电表、计量等工控领域做的较为成功，抢占了一定的市场份额;国内厂商如宏晶、芯海、海尔以及深联华等也一致获得肯定及好评。把8位MCU做好，生产增强版，提高速度的同时使用方便，必定能在重重竞争下突围而出。

还有网友指出，“前两年16位、32位MCU(微处理器)一度大热，让人感到8位MCU的地位岌岌可危，似乎将被前者取代。然而经过了一个阶段的发展，情况却并非如此。8位MCU目前仍然是MCU市场的主力军，虽然增幅有一定降低，但其市场规模还在增长。各大MCU厂商也都在加强对8位MCU市场的推广力度，这使该市场的竞争更趋白热化。”该网友进一步表示，当世界大头陆续退市，抢占高阶市场时，一批国内的半导体企业正在雄起，工艺和资源对细分市场的响应做得越来越到位，整个市场也不会像2000年那样被台系横扫。

由此可见，国产MCU仍有一定前景可期。然而大加肯定的同时，许多网友表示，国产单片机一直在仿制，没有创新。“现在很多国内都是采用ME，TOO模式，跟着别人细分好的芯片走，抄芯片搞pin to pin，大搞蓝海战术，这样影响较多的整机产业，难以走远。”故此，未来国产单片机想要拥有自己的市场，必定得拥有自我特色，切入市场，慢慢和国内庞大的应用市场相结合，并做出精确定制，依靠本地优势大力推广8位MCU.此外，单打独斗难以跟上大厂的更新换代，各厂商应抓住这个时机，团报起来，促进国产MCU全力崛起!

2.节能32位MCU

MCU厂商大举圈地争食物联网(IoT)市场大饼。值此万物联网与可穿戴设备商机崛起之际，机器对机器(M2M)设备与智能化嵌入式系统(Intelligent Embedded System)出货量亦快速激增，并带动低功耗的MCU需求，不仅为MCU厂商带来可观的应用商机，亦促使MCU产品规格快速演进。有鉴于此，Silicon Labs挟基于ARM Cortex-M0+处理器的全球最节能32位MCU - EFM32 Zero Gecko，可望成征服物联网与可穿戴设备等电池供电型应用的攻城利器。

Silicon Labs亚太地区MCU资深市场经理彭志昌表示，EFM32 Zero Gecko MCU具有业界最成熟的能耗管理系统，它包括五种能耗模式，这使得应用能够保持在最佳能耗模式，而花费尽可能短的时间在耗能较多的工作模式。在掉电模式时，电流消耗更是小于20nA.此外，EFM32 MCU具有2μs待机模式唤醒时间，进一步减少了功耗。

随着物联网市场规模迅速扩大，以及各国政府戮力部署智能电网和智能能源基础设施之下，高效能、节能的处理和无线连接技术重要性将更加突显，成为带动具备低功耗功能的连接设备需求走强的主要动能之一。

有鉴于此，Silicon Labs瞄准物联网应用对于低功耗微控制器的庞大需求，已于早前宣布并购Energy Micro，藉此掌握低功耗32位元微控制器产品线及相关核心技术，准备在物联网与智能能源市场攻城掠地。物联网市场需要低功耗的基于Cortex-M0+的MCU，并且要能同时节省能耗和系统成本。Silicon Labs新型EFM32 Zero Gecko MCU具有非常有竞争力的价格(达到十万片采购量时，单价仅为0.49美元起)，此举亦可望拉高Silicon Labs其MCU市占，并带动节能型MCU风潮兴起，届时唯有能推出节能高整合与微型化方案的MCU芯片商才有机会在此一市场脱颖而出。

3.马达控制

随着制造业向智能化加速转型，工业4.0已上升为德国的国家战略。我们关注到，德国提出工业4.0，美国提出“先进制造业国家战略计划”，我国也在推进传统制造业的转型与升级。在这样的大背景下，传统的电机和电机控制行业也正在发生变化。

一场智能工业革命正席卷从工业控制到白家电等所有市场，业界对马达控制要求正在快速增长。马达控制是MCU应用的一项重要领域，可说是服务于我们工作与生活各个面向，但它却也占据了能源消耗中最大的一部分，所以如何更好地提高马达控制的使用效率以实现节能的要求，是当前市场一项主要的挑战。

随着智能工业刮起工业4.0风暴及马达本身设计的不断优化，及其带来相应的控制方式也在转变，这让控制器中的MCU性能需求不断攀升，比如矢量控制，空间磁场定向，坐标分解以及PI调节环路等，这在以前比较常采用8/16位单片机的控制器就已经遇到了性能的瓶颈。

此外，我们也注意到在很多场合，用户希望把一些系统控制的功能与马达控制的功能放在一颗芯片里实现，这样的反馈对于传统的DSP方案也带来了挑战。

4.并购与退出

随着电源IC厂商LXYS集团日前以大约5000万美元的价格收购了三星的4位、8位单片机业务之后，同期日本富士通均传欲脱手这烫手的山芋。日本半导体大厂瑞萨电子(Renesas)持续聚焦高阶MCU市场，业界传出，瑞萨近来已对下游客户发出通知，将全面退出应用于遥控器的8位元MCU产品，预计不久之后即停止出货，国内MCU业者中以凌通受惠转单效应最高，盛群也将考虑重新卡位，不放过此机会。

继南韩三星电子退出8位元MCU(Microcontroller Unit，微控制器)市场后，全球MCU龙头厂瑞萨因持续进行业务整顿，聚焦获利事业，决定退出应用于遥控器的8位元MCU产品，瑞萨在该领域市占率超过50%，几乎处独霸地位，靠着IDM(Integrated Device Manufacturer，整合元件制造厂)营运模式，打出低价策略，击退不少台系厂商。

台厂准备接收订单

电视、音响、冷气等各种家电或者3C产品往往少不了遥控器，同时也有相当惊人售后市场，据统计每年遥控器市场规模高达20亿支，而每一台遥控器都需要一颗8位元的MCU，尽管属于低单价市场，但是数量相当可观。

瑞萨决定退出该市场，让台系竞争对手感到讶异，但也开始虎视眈眈准备抢攻接收。凌通主管即透露，已有不少客户询问，预料接下来将会掀起一波转单效应。

台系MCU厂商当中以凌通布局遥控器市场最积极，每年数出货超过数千万颗，并获得国际代工大厂的订单。凌通主管表示，目前出货的产品除了应用于一般的遥控器之外，也开始推出上面有显示萤幕的空调遥控器。

5.工业先锋

随着ARM平台成本的下降，越来越多传统的8、16位客户在新项目设计时，也会在选型上考虑32位ARM平台。作为MCU产品线最宽的厂商，飞思卡尔针对不同的工业需求，如M0低功耗MCU、M4高性能MCU、5V Kinetis E器件、用于马达控制的基于M4的MCU，甚至高性能150M器件，都有合适的器件提供，能为工业客户带来更多的价值。

——飞思卡尔未来MCU产品和市场有何布局?

谁也无法否认物联网的巨大潜力，那么如何深入挖掘其中的无限商机呢?飞思卡尔是如何看待物联网背景下工业市场和MCU的发展趋势的呢?孙东经理为我们带来了全面解读。

第一，更加智能化

随着工业应用加入智能控制等功能，更加智能化主要体现在处理更加复杂的运算和信息处理的能力。毫无疑问，这对处理器的性能有很高的要求。飞思卡尔的M4处理器最高处理能力到了150M(孙经理笑称，这已经相当于15年前的一台电脑了)，能满足各种工业应用对智能化的需求。

第二，互联互通

随着工业领域出现工业网关、工业互联网等，各种不同的标准，如CAN总线、M-BUS等，也会与物联网技术结合并应用到工业控制、远程控制中去。

第三，软件和操作系统的要求

随着工业器件的智能化要求，这对操作系统提出了更高的要求。飞思卡尔是所有半导体MCU厂商中唯一一家既能够提供MCU(硬件)，又能够提供免费实时操作系统的供应商，

第四，对安全性、可靠性等有更高要求

随着物联网的持续演进，工业市场对具有高安全性、高可靠性器件的需求随之高涨。如前所述，飞思卡尔是业界首家推出5V ARM Kinetis E系列的产品的公司，相比其他竞争对手的3V ARM产品而言，飞思卡尔的5V MCU能满足高可靠性应用需求。孙东经理分享到，飞思卡尔携手Oracle，实现Java技术与飞思卡尔嵌入式处理器产品的强强联合，提供更加安全可靠的物联网网关解决方案，进一步推进物联网的演进和发展。

6.多核MCU

就全球看来，当前在嵌入式系统应用领域，真正值得称道的嵌入式后起之秀并不多，但作为嵌入式新秀的XMOS公司近期以凌厉的市场攻势，吸引了众多科技专业媒体的关注。可以说，嵌入式市场又加入了一员具备竞争力的悍将。在2013年11月5日的新品发布暨媒体见面会上，XMOS率先发布具有里程碑意义的基于采用eXtended架构的xCORE器件产品中的xCORE-XA系列芯片，凭借其强大的可编程SoC性能，将大幅增强在低成本、低功耗和可编程的市场存在及其竞争力，强力威胁着微处理器(MCU)厂商和FPGA大厂在嵌入式市场的布局。

XMOS公司全球市场总监Andy Gothard在演示xCORE-XA的DEMO.他表示，MCU多核化、低功耗和可编程性能必将成为下一波可编程SoC器件应用发展的强大推动力。

未来的嵌入式系统将需要数以百计的Gops实时计算和Gbps通信带宽，以满足多通道有线/无线射频、数据中心安全设备、嵌入式视觉、Nx100Gbps网络等众多不同产业应用需求。与此同时，这些组件也必须满足严格的功耗要求，并尽可能降低成本。物联网将进一步增加共享、处理和存储的“大数据”的绝对数量。显然，XMOS关注到了这些需求在未来产品战略的重要性，并制定相当明智的决策，以应对全球及中国的巨大市场亟待解决之需求，勇于挑战在该方面强力存在的知名嵌入式厂商和FPGA实力派竞争对手。于是，xCORE-XA可编程八核心SoC芯片便在此大背景下应运而生。XMOS中国区销售经理Wilson透露，当前已经有中国通信设备商进行业务接洽。

7. SoC FPGA

SoC FPGA正日益加速入侵嵌入式系统市占。值此迅猛扩张之势，高性能计算、通信网络、汽车电子、工业等应用领域的技术与功能迅速升级，如为加强汽车安全性，车载通信系统整合视觉系统的整合方案将会大行其道;工业马达亦正快速从单轴控制朝多轴控制演进。微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)等关键半导体元件已逐渐无法符合性能要求，SoC FPGA趁势崛起。

考虑到2012年的技术亮点，相信最重要的一点是Altera全线28nm的FPGA产品组合，包括分别对应高、中、低端的Stratix、Arria、Cyclone.如以SoC FPGA为代表的高集成、多功能整合，势必成为未来FPGA演进趋势。

瞄准嵌入式系统市占SoC FPGA趁勢崛起

SoC FPGA正提供着有着巨大需求的市场价值。业内FPGA竞争厂商Xilinx正尝试透过更先进制程导入TSV和3D IC技术，藉此大幅提升SoC FPGA的整体性能，进一步为FPGA器件创造差异化的市场价值，趁机吞噬嵌入式系统市场。其新一轮“Smarter Solution”风潮更是推波助澜，席卷整个FPGA市场每个细分价值角落。面对着势均力敌的竞争对手咄咄逼人的攻势，Altera有何应对之法?

鉴于此，刘斌表示，针对SoC FPGA，在FPGA行业，集成更多的处理器，乃至集成更多的其他功能是发展趋势。在该方面，Altera领先的地位主要是通过架构上进行创新，在架构上提供一些更优越的特性来实现。

据观察，FPGA双雄均快马加鞭导入台积电20nm SoC FPGA.与此同时，借力英特尔14nm先进工艺技术，Altera晶圆代工策略大转弯，启动多代工厂策略。据分析，此举除了将使得Altera一马当先成为首家采用14nm制造FPGA的厂商，还能确保及时提供符合客户各种性能、功耗所需的产品。

8.多核DSP

在SoC故事不断上演的今天，DSP在向多核转变的同时，SoC化亦是大势所趋。那么在DSP竞技场，半导体厂商又该从哪几个方面来打造自身的核心竞争力?如何为市场提供符合SoC化时代下的多核DSP，凭此谋求生存、抢占先机呢?对此，电子发烧友网专访德州仪器半导体技术(上海)有限公司通用DSP业务发展经理郑小龙，对此进行深入挖掘，供业内人士参考。

据郑小龙介绍，目前TI多DSP核心已在众多的应用中取得成功，其中最具代表性的为TMS320C6678平台，集成了8个主频为1.25GHz的C66x核心，总体性能为10G.在此基础支持，TMS320C6657平台为优化的双核，功耗有效降低，而性价比得以提高。多核DSP的最大优势体现在功耗和芯片面积上，然而将多种处理器集成在到单颗芯片上之后的解决方案，其功率至少降低1/3，板级空间减少2/3，成本也降低2/3，与此同时，执行效率、数字信号处理能力的优势更是无与伦比。

有鉴于此，各大半导体该如何发力，打造自己的拳头方案呢?郑小龙指出，想要满足客户对DSP在性能、价格、功耗、面试时间等全方面的需求，软硬兼施是关键。从市场发布角度来说，从DM388到DMVA3再到DM383，TI可以给客户提供最快的解决方案，主要源于以下四方面：1)差异化：不再做简单的IP摄像头，而是能帮助客户提供更差异化的产品给他的客户;2)软件支持：软件上做到共通使用，比如做了DM388的摄像机，希望搭载智能功能，那么通过用DMVA3，就可以把智能部分加在388软件上从而实现对智能的摄像机的支持了;3)执行力：通过研发、销售等方面的有效执行力，实现更快的上市时间。4)管脚兼容：通过一个板子可以做出不同的产品出来。因为硬件是兼容的，软件增加智能DMVA3就等于加上智能功能，所以软件也可以很快实现升级。

9.英特尔Edison与可穿戴

在今年美国拉斯维加斯开幕的全球消费电子展(CES)上，英特尔CEO科再奇(Brian Krzanich)发表了主题演讲，宣布英特尔在智能可穿戴设备领域的系列新产品计划，其中包括专为可穿戴设备设计的新平台Edison.

科再奇去年5月正式接替欧德宁，出任英特尔CEO.他此前是英特尔COO，在这家芯片巨人效力了超过三十年。这是科再奇首次作为英特尔CEO的身份出现在CES的舞台上。

Edison是基于去年9月发布的Quark芯片技术的新计算平台，仅有一张普通的SD卡大小。这个平台是基于22纳米技术，内置WiFi与蓝牙连接功能，并拥有灵活可拓展I/O功能，支持Linux和开源软件，适用于超小型和低功耗的广泛物联网设备、智能消费产品以及可穿戴设备。

Edison将于今年年中上市。在Edison平台的背后，英特尔中国研究院进行了长达四年的研发。

为了展示Edison的技术适用场景，科再奇现场演示了数款基于Edison平台的智能设备，其中包括智能耳机、智能耳塞、智能水杯、无线充电碗、智能婴儿监控衣以及智能3D打印等。这些设备是基于英特尔的参考设计所打造，具体相关产品还要由合作伙伴开发制造。

内嵌Edison平台的智能水杯则可以通过WiFi联网，通过内置的Led灯显示用户心情、天气状态等各种信息。用户可以通过手机或者平板，将各种应用载入智能水杯，实现各项可扩展功能。

为了进一步推动智能可穿戴设备的研发，科再奇还宣布与著名时尚品牌Barneys纽约、美国时装设计师协会(CFDN)以及Opening Ceremony等时尚界公司进行战略合作。其中英特尔提供技术，Opening Ceremony负责设计研发，而Barneys纽约将负责营销与销售渠道。此外，英特尔还将携手美国时装设计师协会，推动技术开发者与时尚设计师的互动，将尖端科技与生活时尚紧密关联。

科再奇还宣布设立奖金130万美元的可穿戴设备挑战赛，鼓励公司与个人基于英特尔的Edison等技术研发各种智能可穿戴设备，推进可穿戴设备的实用性、电池续航、工业设计等方面发展。

此前，英特尔旗下投资机构英特尔投资已经投资了两家可穿戴设备公司，分别是智能眼镜Recon以及健康类智能手表Basic.据瑞士信贷预计，未来两到三年，智能可穿戴设备的全球市场规模将从目前的30亿美元猛增到500亿美元。

10.融合

近几年，搭乘新兴市场(智能工业、物联网等)和先进半导体技术快速发展先机，FPGA凭借其性能优势不断入侵并蚕食着DSP市场，以Altera和Xilinx主导的PLD厂商在各领域攻城拔寨势如破竹，喜讯频传。“FPGA将取代DSP”之声日盛。这无疑撩动着传统DSP大厂的敏感神经，德州仪器(TI)、CEVA、飞思卡尔、Microchip、ADI和NXP等早已纷纷表示了自己对于DSP技术未来发展的信心。

现实情况是，由于成本和功耗等原因，在特别大量的应用中通常都没有FPGA，但可编程的DSP却是不可缺少的。总的来说，由于产品生命周期越来越短，通过软件手段实现更多的功能应是设计者的主要思路。由于FPGA技术的快速提升，功耗及成本的逐步下降，同一片FPGA通过不同的编程数据产生不同的电路功能，使得FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等DSP传统应用领域也得到了更多的应用。已有FPGA厂商表示，随着功耗和成本的进一步降低并伴随着性能的提升，FPGA还将进入更多的应用领域。

随着摩尔定律的进一步推进，半导体技术将更多晶体管集成到FPGA中，在提高其性能的同时进一步降低自身功耗。那么，DSP又是如何在高性能与低功耗之间寻求最佳平衡点的?

Microchip为了避免和TI的C2000系列DSP直接竞争，他们把旗下的dsPIC系列DSP芯片叫做DSC，其实还是DSP芯片，而且他们一直在推出下新品。还有飞思卡尔、ADI、NXP他们还都有生产DSP，只是他们争不过TI的专用DSP.主要一点还是发现难以与FPGA芯片抗衡。这里又引出了FPGA这个技术，说到这个，或许FPGA才是DSP的真正敌人。有人说融合，那么，FPGA与DSP两个小伙伴，会走向哪里?

融合之路——FPGA与DSP，会走向哪里?

实际上，FPGA区别于ASIC设计，属于硬件设计的范畴，ASIC是硬件全定制，FPGA是硬件半定制。具体来说ASIC整个电路都由工程师设计，用多少资源设计多少资源，一般多用于产品设计;FPGA资源事先由厂商给定，并提供不同系列的FPGA芯片，工程师可以在给定资源下做硬件设计开发。

DSP主要用于处理信号，实现算法。特点是多级流水，可以加快数据处理的速度。开发环境主要是C语言，可以说DSP应用的范围更专DSP的设计可以理解为软件设计，工程师师不需要太了解DSP的结构。

FPGA平台也好，抑或DSP平台也罢，主要是给设计者提供了一个硬件平台，开发的核心还是需要独立的应用设计和高效的算法设计，所以设计者应该处理好工具的掌握和具体设计的区别。但是不可忽视的是，DSP+FPGA处理系统正广泛应用于复杂的信号处理领域。在雷达信号处理、数字图像处理等领域中，信号处理的实时性至关重要。由于FPGA芯片在大数据量的底层算法处理上的优势及DSP芯片在复杂算法处理上的优势，DSP+FPGA的实时信号处理系统的应用越来越广泛。

事实上，除开强大的LOGIC功能，FPGA内部可以定制软核CPU、DSP甚至是多个，也有集成硬核的，轻松实现SOPC系统。其灵活性及功能甚至要强过DSP.这点在系统设计的初期优点非常明显，当尝试一个解决方案失败的时侯，通常不用去修改PCB板或接口，只是修改FPGA内部的系统构建方式及软件。节省很多时间和金钱。但是与此同时，它存在一个致命缺点，价格高昂。

短期来看，两者结合使用更常见;长远来看，融合是大趋势。FPGA与DSP，这两个技术的芯片将会合二为一，甚至可以这么说，在长远来看，它们或许都会消亡，更高端的技术将会带来芯片领域的质的飞跃，如今年XMOS宣称其推出八核可编程嵌入式SoC，谁又能否定它不是燎原之初的星星之火呢。