飞思卡尔为你解析最新MCU用户需求及趋势展望

【导读】飞思卡尔的MCU正向广泛的智能嵌入式控制领域渗透，寻找用武之地。飞思卡尔半导体(中国)有限公司高级市场营销及业务拓展经理黄耀君先生就MCU发展趋势进行分享。

摘要：  飞思卡尔的MCU正向广泛的智能嵌入式控制领域渗透，寻找用武之地。飞思卡尔半导体(中国)有限公司高级市场营销及业务拓展经理黄耀君先生就MCU发展趋势进行分享。

关键字：  飞思卡尔，  MCU，  32位微控制器，  

飞思卡尔的MCU正向广泛的智能嵌入式控制领域渗透，寻找用武之地。在易维讯主办的第二届“产业和技术趋势媒体研讨会”上，飞思卡尔半导体(中国)有限公司高级市场营销及业务拓展经理黄耀君先生就MCU发展趋势和用户需求变化/挑战做出了相应的阐述，并进行非常具体的技术性分析。

未来MCU的发展趋势?

(1)高低端用户的期待

“在跟客户交流的过程中，我了解到：关于对微控制器的选择，中小型客户倾向于稍微高端一点的，因为他们希望在将来功能提升的时候不用换设备。”黄耀君说，“当然，业界也推出了一些低于50美分的32位微控制器，在现在来说这个价格是相当低的。”

同时，除了低端之外，在高端方面也能看到32位机的应用。以前，一些客户会选择信号处理器去做马达或者电源控制，现在他们或许也会像是否能用32位完成需求。毕竟它在微控制器上比较通用，若万一因为供货等各方面原因导致需要修改设计，8为微处理器会很麻烦的，而使用基于ARM内核的32位处理器处理起来就很方便了。正是看到客户这方面的考虑，飞思卡尔才会在微控制器上根据不同的方向去选择低端和高端化应用。

(2)开发平台的选择

此外，飞思卡尔通过第三方或媒体等媒介发现在国内也有很多知名厂商在做32位机。并且，在这个过程中，黄耀君发现一个现象，如果是自己做设计，超过50%的客户愿意选择同一个平台，而不愿更改平台。正因为看到这个趋势，飞思卡尔以后可能有机会去统一整个平台为嵌入式控制的微控制器。飞思卡尔看到这个发展趋势，并且也在往这个方向发展。

(3)安全性和多核趋势

客户对微控制器的要求越来越高，如对低功耗的追求，器件安全功能的要求。客户的要求也时刻驱使着飞思卡尔对微控制器的优化(如：M0+功能比M0强，功耗比它低10%左右)。而用来衡量MCU到底有多强的新标准亦随之出台，如CoreMark标准。

多核概念在智能手机和平板电脑上很流行，对于微控制器而言，多核也是未来的一大发展趋势。黄耀君谈到：“在跟客户交流的时候，我们也看见了客户对多核的要求，例如MCU的核等等。”

(4)客户在高压方面的要求

在高压方面，由于MCU需要高电压的驱动(主要是驱动电机)，且客户还希望芯片更加集成化，毕竟这样成本会更低。飞思卡尔紧紧把握客户需求，生产一些高电压MCU，稍微低一点的可达1.71V，若是需要驱动马达，电压也能达到10几伏。飞思卡尔会根据不同需求给客户提供相应的产品。

客户有哪些需求?

(1)物联网的应用

黄耀君提到，物联网的应用，可以是有线，也可以无线的。飞思卡尔的很多客户在物联网方面的应用中，WIFI居多。具体来说，在家庭自动化应用中，ZigBee使用得较多一点;智能抄表的应用领域，sub—GHz使用的较频繁;另外还有BT/BTLE的使用。如果是点对点，很多客户就会选择专用的2.4G，其主要好处是便宜。

现在很多客户都希望能有一个Linux和uCOSII。eGui是一个新的发展方向。比如说帮助客户去做一些设计。最底层就是uCOS，再往上面就是APR的应用层。这个能用于所有医疗设备(有很多飞思卡尔的客户也提出了这样的要求)。在马达控制上则需要算法库的支持。对客户而言，Linux或uCOSII很重要，需求也越来越大。几年前是1：8，但现在是1：4。主要原因是OS对于图象的要求越来越高。所以飞思卡尔也根据具体需求在其产品设计的几个方面上做了不小的调整。

图 物联网的应用举例介绍

此外，还有技术性比较强的upgrade。Upgrade讲的主要是一个产品能够通过USB口，对程序进行更新。如果有新的版本程序出来，马上插入USB口对其进行更新。这样做的好处在于，可以直接通过USB口对客户应用的程序进行更新，而毋须把产品拿回去给供应商，让他拆下来再做更新。

(2)关于EMC

“关于EMC，有一个很重要的指标。”黄耀君说，“飞思卡尔在EMC方面也花了很多时间和精力去解决这个功能。当PCB线宽越做越小，要怎样做才能提升EMC?例如工作频率提高，又怎么把功耗降低?很明显，有个不好的地方，那就是EMC会弱，能保护的部分也会越来越少。这是一个成反比的问题，所以飞思卡尔在这方面花了很长时间，把线宽缩小的时候，也同时希望把EMC改良，以保持该有的功能。"

举例来说，浪涌保护的4.8KV是VEFT的标准，有些客户也要求10KV、12KV;另外，小封装的厚度只有0.56毫米。现在的手机越来越薄，其中很大的原因是我们能把封装越做越小。黄耀君说，“其实，0.56毫米是不是我们能做的最小的?实际上2×2×0.56毫米才是我们的最小封装。”

(3)串口问题

很多客户要求很多不同的串口，这样能用的功能就会相应比较多，例如7816、IRDA、LIN、MODEM接口。有的客户要求5、6个甚至7、8个UART。另外还有SPI、LLC等也是客户比较关注的问题。

(4)MCU的类型及举例说明

MCU分两个类型：第一类是通用MCU，此类MCU不是针对某一个类型的应用，用在任何领域都可以，不同应用外面去加一些零器件即可完成相应功能。在微控制器方面，客户对兼容性的问题是毋庸置疑的，他们希望看中哪个就能拿来用。[!--empirenews.page--]

第二类是针对某个类型的应用，通常叫做SoC。该类型主要针对量比较大的应用，如电表。例如中国一年会做1亿电表(包括出口)，这个量非常大。客户对成本敏感度很高，所以很多厂家也针对量大的产品去做SoC。而其中的风险是很高的，如果做出来的标准不一样，或者当前的标准改了，那相应的产品就会变成废品。不过，风险虽高，但回报也很高。

黄耀君还谈到SoC的具体应用举例。物联网上应用到的Wireless MCUs，可以说就是一个SoC，准确的说它只是一个内部具有MCU的硅片;针对WIFI等做的小模块，可以用手机、平板、照相机上，其内部也集成了WIFI功能;还有打印机也集成了WIFI，不需要插线、也不需要重新设计，只需要买一块无线模块，插在商品上都可以。

图 freescale MCU

当然，MCU也会把一些DSP的功能集成进去，但是现在很多人考虑是否用MCU?因为MCU现在也把DSP的功能集成进去。

飞思卡尔的有些产品是双核的。除了核之外，做马达控制和电源有两个要求，一是要比一般的MCU要快，精度也要更高。如果控制要求比较高，如果MCU有DSP功能就不一样，会把DSC转换时间变成1个微秒。如果做电机，需求就比较高，需要针对电机和电源，还需要pS级转换的时间以及很多浮点功能。飞思卡尔也有多核产品推出，且采用A9核的产品在晚一些推出。

飞思卡尔能为客户提供什么?

上文谈到市场和客户的需求，那飞思卡尔怎么去满足客户的需求呢?黄耀君就此发表自己的看法。

(1)飞思卡尔MCU产品介绍

其实飞思卡尔的产品有很多，从8位到32位，飞思卡尔为客户提供了很多通用MCU系列。这几年，飞思卡尔花很多时间去开发ARM的新产品，其中包括Cortex-M4，并且有所成就(在M0+和M4上都是业界率先推出产品)。

图 飞思卡尔Kinetis通用MCU系列产品

图 飞思卡尔Kinetis专用MCU系列产品

飞思卡尔推出的L系列的MCU。采用M0+内核，功耗比M0要降低15%。

在封装方面，从小封装到大封装，飞思卡尔提供不同组合可供客户选择。

另外Kinetis K和X系列，采用CortexM4核，主要是针对性能要求比较高的应用。该系列产品线比较全，有Seg、USB。另外，飞思卡尔有一个针对5伏应用的产品，在今年年终会推出来。

Kinetis K和X系列主要针对1.7-3伏的低功耗、低电量应用。很多客户对这方面的要求比较高，例如家电、电源，他们也会希望继续使用5伏，因为这样电量比较快。在这方面，飞思卡尔也会推出5伏产品。

黄耀君表示，上文提到除MCU通用之外，还有针对某种应用的专用SoC系列。飞思卡尔现在有三个类似的产品，将来会发展更多。

第一个方面是W系列，针对无线连接应用，我们把M4的核加一个无线模块芯片。该系列有两个产品，一个是Sub-1 GHz，一个是针对2.4GHz的。

针对智能计量应用的M系列，采用ARM M0+ 内核。所有iRTC功能都集成进去，具有多个高精度的4x24位 ADC。

图 不同MCU产品的不同应用

最后，针对多媒体和实时控制芯片。客户都会用到显示屏，有时候用两个处理器去做。另外可能也会用MCU去做实施控制。飞思卡尔将这两个集成在一起，做成一个单芯片。同时该系列产品还支持两个方面实时操作系统——Linux和MQX。MQX主要针对实时控制。有很多不同的控制，如果屏不是很大，里面的RAM有1.5MB，能支持双TFT显示。它也把PMIC管理单元集成进去。而且它是采用40纳米工艺，功耗更低，例如待机功耗上它会比其他90nm产品小3倍左右。

相比ARM9/11而言，A5 的功耗很低。如果针对低功耗，处理器要求不是特别高的话，A5是一个很好的选择。例如做智能手表，就可以采用A5。手表的功耗要求很低，所以也有客户希望用A5去做安卓的智能手表。

(2)飞思卡尔部分方案介绍

除了芯片之外，飞思卡尔也会提供很多其他的产品或解决方案给客户。

采用EKG传感器模块的demo案例如图1，可以连接苹果产品。通过飞思卡尔处理器，只需用苹果的产品而不需去医院就可以做心电图。通过其控制板，只需要几根电极就可以做一个心电图的应用，最终心电图形会在手机中显示出来。

家庭自动化的应用——在家里通过自己的手机控制家里的应用，如图2。飞思卡尔在这方面提供很多不同的方案，如控制窗帘、开关、分时间段收费并显示等。

针对双核飞思卡尔也提供很多应用。如楼宇控制中心方案，如图3。在香港，几乎每一楼商业楼的门口进出的地方都有一个保安室，保安室的监控中心会连接到很多开关去监控楼宇的安全。对于这样的监控中心，可以用双核MCU来控制，例如A5可以控制不同的显示屏，也可以通过界面去连接IP摄像头。

图1 采用EKG传感器模块的demo案例

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图2 家庭自动化的应用方案

图3 楼宇控制中心方案

黄耀君先生简介

黄耀君，英文叫YK WANG，于1984年加入摩托罗拉公司。曾在摩托罗拉和飞思卡尔的微控制器(MCU)部门工作，从事包括8位、16位和32位的MCU产品设计和市场营销工作。目前专注于工业控制领域的市场营销及业务拓展。主要工作是做微控制器，之前是微控制器的定义、生产、设计，再到销售，负责整个过程。后来转到市场推广上去，而且也把客户的信息带回去，做微控制器的设计。自2007年以来，他已从香港调往上海工作。黄先生获得了香港城市大学数字信号控制的硕士学位。此外，他还获得了香港理工大学电子工程领域的高级文凭。

图 飞思卡尔半导体(中国)有限公司高级市场营销及业务拓展经理黄耀君