多枚“重磅炸‘弹”搅动MCU市场战火一片
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金刚狼归来，MCU迈入“无电池时代”
还记得“金刚狼(Wolverine)”吗？这个在电影《金刚狼》中具有超强自愈能力的不死英雄，如今，又回来了！日前，德州仪器(TI)推出了号称“全球最低功耗”的微控制器平台——“金刚狼”，直接将应用目标锁定在便携式医疗、智能感知与计量、能量收集、消费电子等领域。基于该平台的首批器件为MSP430FR58xx系列，预计将于2012年6月供货。
TI全球副总裁兼微控制器业务部总经理Scott Roller表示，该平台由于运用了激进的节能技术，从而拥有了“金刚狼”的代号。这象征着采用新型MSP430平台的电子产品具有超强的生命力，更智能、更环保的“无电池世界”很快就将成为现实。
TI全球副总裁兼微控制器业务部总经理Scott Roller
该公司称，“金刚狼”平台的功耗与业界其它任何微控制器相比至少锐减了50%(360nA实时时钟模式功耗和低于100μA/MHz的运行模式功耗)，其在任意场合中均可提供最低的功耗——最低的运行功耗、待机功耗、存储器功耗和外设功耗。例如：典型的电池供电型应用其99.9%的时间都处于待机模式，而基于“金刚狼”的微控制器在待机模式中的功耗仅为360nA，可使电池寿命延长一倍以上。
Roller用“无人能及，实实在在”八个字来形容这款产品，并将“独特的超低漏电(ULL)工艺技术”、统一型FRAM和MSP430超低功耗系统传统优势、外设及软件列为“金刚狼”实现超低功耗的三大独门秘籍。“我们的ULL技术可提供10倍以上的漏电指标改善幅度及优化的混合信号性能。改进的130nm工艺技术、超低功耗MSP430架构以及所整合的30多种功耗优化型模拟和数字组件，只不过是成就功耗大幅下降的诸多综合要素当中的几个。”
另一个值得关注之处在于，“金刚狼”微控制器通过利用存储器FRAM，使得运行模式中的工作电流可低于100μA/MHz，并号称与基于闪存和EEPROM的微控制器相比，其每位能耗可下降约250倍。再加之FRAM拥有100%非易失性属性，这就使开发人员既能获得SRAM的低功耗、高速度和灵活性，同时又可以享受到Flash重要的无供电存储能力。
10多年来，MSP430超低功耗平台一直是TI在MCU领域攻城拔寨的利器，不但具有6.5μs的快速唤醒时间和高精度外设(如内部电源管理及一个流耗为75μA的12位ADC)，而且所有的MSP430 MCU也都可借助MSP430Ware软件和资源库，以及低功耗代码优化软件工具而得以扩充。Roller表示，MCU软件包括IDE编译器和高度器、模块化代码、软件堆栈与程序库、基于GUI代码生成工具、开发网络等，硬件和软件开发工程师之比从2009年的4:9升至2010年的5:14，软件已经成为客户采购的重要考虑因素。
“没有金刚钻，不揽瓷器活”
从M0到M4，随着大批半导体厂商纷纷加入ARM阵营，一个通用的Cortext M内核时代似乎已经到来。日前，该阵营再添一员悍将，Silicon Laboratories(芯科实验室)正式宣布推出基于ARM Cortex-M3处理器的新型Precision32 MCU系列产品，号称是“业界最灵活易用的32位混合信号MCU”，能够为32位MCU市场带来前所未有的设计灵活性。
1999年，Silicon Labs依靠收购Cygnal Integrated Products公司进入MCU领域，在8位市场耕耘数载，颇有收获。此番高调进军竞争激烈的32位市场，自然是“没有金刚钻，不揽瓷器活”。但为什么没有选择眼下大热的M4内核？该公司单片机产品线总经理Mike Salas给出的解释是，在经过大量调查之后发现，Silicon Labs认为目前的M3市场远没有达到饱和状态，公司还有大量的市场空间。
Silicon labs单片机产品线总经理Mike Salas
Salas表示，要想实现业界最灵活的32位ARM单片机，就必须要克服设计中的8个关键挑战：首先是缩短设计时间，其次是外设规划，接下来依次为模拟性能、系统级规划、减少BOM成本、简化设计、最小化功耗和上市时间。“我们始终坚信，未来创新应该是应用驱动性而不是技术驱动性。”Mike强调说，“尤其是在使用同一内核的市场上，产品竞争非常激烈，如何实行产品开发的差异化、本地化以及如何提升产品的性价比，正成为半导体厂商2012年必须面对的挑战。”
为何将“缩短设计时间”列为八大挑战之首？他进一步解释说，如今嵌入式开发人员既要在有限时间内满足复杂和多变的设计需求，同时也要满足严格的成本和功耗预算。目前许多32位MCU产品缺乏一定的架构灵活性，尤其是引脚和外设位置分配，更加大了产品设计难度。基于此，通过利用Silicon Labs专利的双crossbar技术和基于GUI的AppBuilder软件，开发人员能够更容易的选择所需模拟和数字外设，并为外设分配引脚，从而简化PCB布线，最大程度减少PCB层数，并最终降低系统成本。
Silicon Labs此番将Precision32系列定义为“混合信号MCU”，自然是希望通过把模拟/混合信号方面的专业经验应用到新型的32位MCU，使其具备精确模拟外设功能集和灵活的I/O系统。但其实，目前相当多的MCU厂商也在模拟和外设的集成方面铆足了功夫，Silicon Labs到底强在哪里？
Salas认为，仅以外设为例，就能看出Precision32系列具备的竞争优势：
1.集成先进锁相环(PLL)的精密振荡器，无需昂贵的8MHz晶体，可以为无外部晶体的USB操作提供所需的高精度时钟，同时内核可以独立工作在1-80MHz任何频率。
2.内部5V电压调节器使MCU可直接从USB或5V电源供电，无需外部稳压器。
3.六个高驱动I/O(每个高达300mA)，可直接驱动高功率LED、小马达、蜂鸣器和功率MOSFET，并可以作为升压转换控制器。[!--empirenews.page--]
4.电容触摸通道多达16个，减少按键、滑动条或滚轮应用中额外需要的触摸传感器IC。
5.完整的USB2.0 PHY和模拟前端，可直接连接到USB控制器接口，而其他大多数MCU需要外部USB上拉电阻和终端电路。
功耗方面，Silicon Labs提供的资料显示，与其它同类32位方案相比，Precision32系列的工作电流最高可减少33%(在80MHz时22mA或275μA/MHz)，休眠电流降低100倍(0.35μA，启动RTC并且4KB RAM内容保留)。此外，多种电源模式和时钟选项使开发人员能够在特定性能水平下，优化嵌入式设计并达到最低功耗。
Precision32系列产品包括32位SiM3U1xx和SiM3C1xx MCU产品，具有引脚兼容的集成USB和非集成USB功能选项。通过提供高度集成的灵活架构，以及丰富的外设集、超低功耗和可免费下载的基于Eclipse开发工具，Precision32系列产品适用于各种应用领域，包括便携式医疗装置、销售终端外设、电机控制、工业监控、条码扫描仪、光学触摸屏接口、传感控制器和家庭自动化系统等。
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