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争霸32位MCU市场,巨头上演巅峰对决

2017-10-10 15:21:15 无线龙科技 阅读

就在一些市场调研机构纷纷传来8位MCU市场增长放缓消息的同时,32位MCU却丝毫没有受到任何影响,依然保持着强劲的增长势头。WSTS的统计数据显示,2007年32位MCU市场较2006年增长了13.6%,市场份额达31.9亿美元,与过去五年相比,市场增幅超过一倍,2007年出货量更是占到了全球MCU市场的30.8%。与此同时,受应用需求推动,市场对能实现系统整体低功耗化的产品需求日益加强。提供灵活、高成本效益以及低功耗的解决方案日渐成为一种趋势,而Microchip携其基于MIPS32内核的产品进军32位MCU领域,无疑又引发了一场MCU内核的争夺战,新一轮的酣战正在上演。

在32位MCU内核市场,ARM仍然一枝独秀。


低功耗解决方案流行


恩智浦新近发布的LPC2900系列就采用了更高效的ARM968E-S内核。该芯片内部还集成了一个片上电源管理单元(PMU),可以对高速PWM(脉冲宽度调节器)和UART以不同的时钟频率进行独立计时,进一步优化了功耗。之前发布的LPC2400系列则集成了2个AHB总线,通过双AHB总线架构,与3个独立直接内存读取引擎时允许多个高频宽外设同时运行,在降低总线负担的同时,效率提高了50%。同时该系列产品还具有实时时钟功能以及2KB由电池供电的SRAM,在电源关闭时,实时时钟仍然保持运转。

NEC电子在去年深圳高交会上也推出了以低功耗技术为主打的32位闪存MCU V850ES/JG3。该产品的最大特点是将功耗由以往的1.7mW/MIPS降到0.9mW/MIPS。该功耗值不仅约为NEC电子以往同类产品的一半,而且低于普通16位微控制器的1MIPS的平均功耗值50%。


Atmel则称其首批推出的AT32UC3A0512和AT32UC3A1512能够以66MHz速率提供80 DMIPS性能,并且只需3.3V电压,40mA电流。功耗则可低至1.65mW/DMIPS,较具有相同功能的其他架构低了4倍。


就在这些老牌劲旅不断推出灵活低功耗的32位MCU产品的同时,8位MCU巨头Microchip也宣布进军32位市场,并仍然以低功耗作为卖点。Microchip依然选择MIPS内核,该公司也是目前首家在32位产品中采用MIPS内核的厂商。


内核之争愈演愈烈,ARM、MIPS、自有内核三分天下


作为ARM内核的坚定拥趸,恩智浦在其32位产品中都采用ARM内核。早期推出的LPC3000系列基于ARM926EJ-S处理器,采用90nm工艺技术,与工作电压为3V的器件相比功耗仅为后者1/9;新推出的LPC2900系列采用ARM968E-S处理器,LPC2400系列则基于ARM7内核。去年7月,恩智浦收购了美国夏普微电子公司的BlueStreak MCU产品组合,更是扩大了其产品线,现在基于ARM内核的MCU产品已达50多种。种种迹象表明,恩智浦对基于ARM内核的32位MCU市场志在必得。该公司标准IC业务线微控制器产品副总裁兼总经理Geoff Lees甚至预言未来3-5年之内ARM将取代其他应用。“从目前市场情况来看,我们不难发现,基于32位ARM架构的MCU产品的增长正在稳定的超过其他专利架构的增长”,他解释道。“选择ARM内核给我们的产品带来了出色的性能。ARM926、ARM968具有的MMU功能模块实现了与虚拟系统的合作,支持WindowsCE以及Lunix等系统,并且工作频率从100MHz向200MHz发展。ARM9系列则提供了非常好的功率管理功能,在器件休眠状态时可保持低功耗状态,直到产生中断或调试请求”。


与恩智浦积极拥护ARM架构不同,飞思卡尔半导体则是始终坚持基于专有内核产品的开发。推出了用于工业、消费类电子的ColdFire系列,以及用于汽车电子的PowerPC系列32位MCU,在市场上同样大受好评。2006年推出的ColdFire V1内核还可以为与8位兼容的32位设备提供引擎,使架构之间的迁移变得更加容易。去年9月飞思卡尔又发布了22款包括USB、以太网及PCI等功能的ColdFire产品,这些新产品有望在今年推向客户,届时该公司ColdFire家族将进一步增容。飞思卡尔MCU部门高级市场经理黄耀君指出,目前全球市场采用ARM内核的MCU比例并不是很高,只有20%左右,剩余80%则完全采用专有架构。“用户多数不会自己开发平台,更希望使用兼容平台,因此从需求来看,采用哪种内核已经不是很重要,最重要的是产品好用。”与飞思卡尔站在同一阵营的还包括一些日系厂商,如瑞萨、NEC电子等也都是采用专有内核平台开发32位产品。 ?

Microchip作为MIPS内核的唯一代表厂商,推出了基于MIPS32的PIC32系列产品。据称PIC32系列具有卓越的高性能、低功耗、快速中断响应及广泛的业内工具支持,其采用的高性能MIPS32 M4K内核凭借高效的指令集架构、5级流水线、硬件乘法/累加单元及多至8组32内核寄存器,可以实现1.5DMIPS/MHz的运行速度。该公司表示,之所以选取MIPS32内核架构主要是因为它可以提供高性能、低功耗和广泛的工具支持。同时,MIPS32 M4K内核还可以提供可扩展的解决方案,有助于推动Microchip 8位和16位MCU的无缝迁移。


Microchip的加入使得原本就竞争异常激烈的32位市场变得更加复杂。但竞争远不止于此。一直隐居幕后的内核提供商MIPS公司最近也宣布,除了提供MCU内核,该公司还并购了IP供应商Chipidea以获得模拟IP模块库,并希望借此机会成为32位MCU系统应用的一站式供应商。显然,越来越多的厂商都希望在这一市场分得一杯羹,而两大巨头恩智浦、飞思卡尔更是通过一系列手段展开攻势,巩固市场地位。


恩智浦掘金中国市场,研发重心转入上海


从去年7月并购夏普BlueSteak MCU产品线开始,恩智浦就已经开始加速了在32位MCU市场的扩张,并且将部分研发重心转入中国。通过收购BlueSteak产品线,该公司获得了11个基于ARM处理器的MCU产品。Lees指出,“目前中国市场已经占到了恩智浦32位MCU产品业务量的50%,我们下一个目标就是帮助中国从制造转向设计”。他还透露,LPC900系列产品就是由上海的团队开发完成,且LPC500正在开发中。“今后低功耗技术将是非常重要的课题,未来3年,8位及32位MCU的功耗差距将逐渐缩小。我们正待开发的LPC800系列将比LPC500系列功耗低50%,LPC800集成了PMU技术,可以进行更好的功率管理,从而降低功耗。”此外该公司还通过举办电子设计大赛进一步推动其MCU产品在中国市场的推广。


Lees表示,恩智浦将更多的注意力放在了具有长期生命周期的产品上,而不是像手机这样更新换代迅速的产品。“我们关注的是工业、医疗、汽车电子等领域。虽然我们的8位LPC900出货量涨幅达到了100%,但未来我们会更多考虑32位MCU的开发,公司业务重心也将以32位MCU为主。”据悉,该公司在日本开发的LPC1000系列32位产品将具有更低的功耗,年中将发布该系列的第一款产品,而将于2009年发布的LPC3000系列会采用TSMC的90nm技术,并嵌入4M闪存。


飞思卡尔:MCU+Sensor开启创意之门


飞思卡尔则另辟蹊径,选择了MCU搭载传感器的组合应用方式。在该公司不久前举办的设计应用大赛上,我们看到了MCU+Sensor的一些非常有创意的作品,如在手机中集成传感器,通过手的上下左右晃动,可以删除短信,或者选择进入菜单。另一个值得关注的创意就是在手机中集成传感器,在汽车、火车等交通工具上,使手机与车动频率同步,从而可以保持手机屏幕相对静止,手机使用效果更加舒适。“虽然这些还都没有实际的应用,但是也为我们提供了一种思路,”飞思卡尔公司消费和工业部亚太区市场经理逯海英女士表示,“随着传感器的应用,MCU市场的应用领域将逐渐扩大。传感器为MCU应用提供了新的输入方式,新的算法以及芯片接口集成。” 
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虽然该次大赛选用的是该公司8位低功耗MCU MC9S08QGCPBE,但黄耀君表示,32位MCU与传感器组合应用同样可以拓宽32位市场的应用,并且明年大赛将考虑采用32位MCU+Sensor的方式。


“在PS3、Wii、iPhone等潮流产品的带动下,许多手机厂商都将把MEMS传感器嵌入手机平台中,2009~2010年,MEMS传感器将成为手持设备的标准配件”,逯海英说道。“MCU+Sensor的方式给MCU带来了更多新兴应用。”



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