ARM核MCU差异化不重核心重易用

  编者按：2011年中国半导体应用市场热点纷呈，绿色节能、智能手机、高清数字电视、移动支付以及LTE的演进引人注目。在诸多热点市场中，国际知名半导体巨头押宝哪些应用，他们如何看待这些应用市场的变化趋势，又将采取哪些业务发展战略，本报记者对此深入采访。详见本报5～10版。

 

  飞思卡尔推出的开发系统Tower System在业界很具创新性，将子版插到Tower System上，瞬间就可以搭建成一个完整的开发系统。

 

飞思卡尔公司工业和多元市场微控制器部亚太区市场经理曾劲涛

  基于ARM Cortex-M处理器的MCU产品获得了市场的积极反馈，各大公司在该市场上都在积极排兵布阵。而众多的ARM核心MCU未来的差异化将体现在外设和设计支持上。

  Cortex-M4 MCU市场反馈良好

  新升级的产品Cortex-M4 MCU增加了DSP等新特性，对于需要大量数据计算的表类应用有很大的帮助。

2010年6月，飞思卡尔宣布推出采用90纳米工艺、基于ARM Cortex-M4处理器的32位微控制器(MCU)家族Kinetis。虽然比业内其他公司，如意法半导体、恩智浦或德州仪器在ARM核心MCU产品上都晚了一步，但这家在MCU市场上占据重要席位的企业对ARM核心MCU市场抱持坚定的信心，不仅投入力度大，规划也相当周密。Kinetis是业界第一个基于ARM Cortex-M4的MCU家族，包含7个系列、共200多个引脚、外设和软件兼容的器件。在宣布产品的同时，飞思卡尔还表示，计划于2010年下半年推出5个通用Kinetis MCU系列的产品样品，并于2011年初开始大规模生产。

近日，针对Kinetis家族产品的推广应用状况，飞思卡尔公司工业和多元市场微控制器部亚太区市场经理曾劲涛先生在接受《中国电子报》记者采访时介绍说，去年8月，飞思卡尔的战略合作客户就拿到了样片；11月，其他广大的客户也都拿到样片。目前，全球很多客户正在基于Kinetis进行设计或是对其进行评估。据记者了解，Kinetis的样片供不应求，即使样片收费，也都在短时间内被客户“一抢而光”。从这一细节可以看出客户对于新一代ARM Cortex MCU的期待和喜爱。

而对于客户的高接受度，曾劲涛分析大体有三方面原因：

一方面，由于ARM进行升级绝大部分的代码都是兼容的，客户可以不断地升级，因此，很多已经使用过ARM Cortex-M3或M0的客户都成为了ARM的粉丝。“这些客户一直追随ARM的产品，很愿意了解新产品的特性，尝试使用新产品。”他说，“这有点像苹果的粉丝。”

另一方面，与ARM Cortex-M3相比，ARM Cortex-M4加入了很多新的特性，其中最重要的一个特性是加入了DSP，可以实现Single Cycle MAC(单周期MAC)功能，也就是一个时钟周期就可以完成一个累加指令。“累加计算是闭环控制（例如电机控制）中最重要的一个指令。”曾劲涛说，“由于ARM Cortex-M4已经把MAC硬件化了，对于一些应用，像电机控制、电源管理或需要大量数据计算的表类应用是很有帮助的。”

此外，新产品在性价比上更具竞争力，因此对客户也有更大的吸引力。曾劲涛解释说，由于新MCU产品在采用一个新的ARM Cortex核的同时，也会引入新的工艺，例如，以前一些ARM MCU基于130纳米，而去年飞思卡尔推出Kinetis时在业界首个采用了90纳米工艺，可以预见，未来业界推出的新产品还会采用更为先进的工艺。新工艺的引入在产品性能提升的同时使芯片面积保持较小的尺寸，这让芯片的性价比更具竞争优势。

  综合这些因素，基于ARM Cortex-M4的Kinetis获得了非常好的市场反馈。

据曾劲涛介绍，在中国，客户主要采用Kinetis进行高端电表等产品的设计。虽然最终的产品还没有批量生产，但其中有些客户已经进行了小批量试产。据记者了解，由于Kinetis是工业类MCU，客户的设计周期和验证时间都较长。例如，如果是做销售点终端(POS)设计，大约需要3到6个月可以实现小批量生产，表类产品则需要6到9个月。“总体上说，2011年一些客户要进入大批量生产，Kinetis将会起量。”曾劲涛说。

  差异化重点在易用性上

  ARM核MCU今后的差异化主要体现在外设和设计支持上，而不在核心上。

客户的积极反馈也促使业界企业加大了对基于ARM核心MCU的产品投入和推广力度。即使是在ARM Cortex-M4核心上，继飞思卡尔之后，恩智浦和意法半导体也纷纷宣布推出了相应的MCU产品。

那么，这么多基于ARM核心的MCU，他们的差异化到底在哪呢？对此，曾劲涛表示，ARM核MCU今后的差异化主要体现在外设和设计支持上，而不在核心上。“不仅是32位产品，8位MCU在核心上的优化也是越来越淡化了。”他说，“因此，大家都力争在外设和设计支持上投入更多，在如何让客户更容易使用上下工夫。”

在这方面，飞思卡尔推出的一个开发系统——Tower System在业界就很具创新性。Tower System的最大特点是可配置，可扩展性强。(如图所示)在Tower System两边的两个塔上，可以插很多子板，如Wi-Fi子板，ZigBee子板，把这些子版插好后，通过Tower连起来，很快就可以搭建成一个完整的开发系统，例如一个具有Wi-Fi能力或ZigBee能力的系统。而且，每个子板本身也是一个开发板。飞思卡尔还面向所有Kinetis系列提供强大的支持软件套件，包括一个免费的全功能MQX实时操作系统(RTOS)，这是对于ARM自身广受欢迎的生态系统的加强。同时，Kinetis在外设，如ADC、PWM上有一些独一无二的特点，给客户的应用带来更多的方便。例如，飞思卡尔最新宣布的K50系列，集成了一个16位SAR ADC，而集成这样一种高精度、高速ADC在业界是不多见的。此外，K50还有很多放大器，因而具备很强的小信号放大功能。这些特性让K50非常适合医疗电子和测量仪器市场。

除了K50系列，曾劲涛介绍说，今年年底，飞思卡尔还计划推出Kinetis家族的K60和K70系列，针对不同的应用市场不断地扩大产品系列。在这里，还不得不提及飞思卡尔的90纳米ColdFire+ MCU系列，它与Kinetis系列互为补充，相得益彰。去年飞思卡尔发布了40款ColdFire+系列，将公司久经考验的ColdFire产品线提升到新的高度，通过采用90纳米薄膜存储器(TFS)闪存技术以及FlexMemory技术，ColdFire+MCU希望成为市场上集成程度最高、最经济高效并具备小封装的32位MCU。飞思卡尔在32位MCU领域具有悠久的历史并保持市场领先地位。“2011年，飞思卡尔将加大力度推出创新的90纳米ColdFire产品，满足客户需求。”曾劲涛表示。

不久前，根据ARM公布的各公司缴纳版税情况，在基于ARM Cortex-M核心的MCU供应商中，意法半导体、恩智浦和德州仪器目前占据市场前三位。对此，曾劲涛说，今年产品将批量出货的飞思卡尔在这一市场的目标是第一。

  （责任编辑：落雪）