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替代8位MCU,Cortex-M3成最强杀手锏?

2013年08月09日 16:04 次阅读

  前阵子,MCU市场“噩耗”频频传出。由于微控制器产品利润的不断下滑,先是富士通半导体宣布出售其MCU业务,紧接着三星半导体也不得不断臂淡出MCU市场。不过,在眼下阴云密布的MCU市场上也并非只有坏消息,日前,Silicon Labs就宣布签署了收购Energy Micro AS的最终协议。

  代理Silicon Labs MCU产品线的知名分销商世强负责微控制器业务的张园根先生也表示:“富士通半导体和三星半导体退出的主因应该是MCU利润下滑太厉害,技术优势不足以弥补。目前除了国际老牌MCU厂商,台湾和中国大陆新晋厂商也不断涌入,更是进一步拉低了价格。”

  市场竞争惨烈,不进则退!尤其是在使用同一内核的市场上,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等,正成为半导体厂商必须面对的挑战。

  例如,对于电池供电的手持设备类应用8位MCU替代方案, 基于ARM Cortex-M3内核的32位产品恐怕是最合适的选择,性价比足够高、功耗更低、灵活性大。但就连富士通的FM3系列都玩不转要出售、TI几乎也要放弃这块市场转向主攻Cortex-M0、M4,剩下的玩家又将如何实现差异化竞争,杀出一条生路呢?

  张园根先生以Silicon Labs公司已获成功的Precision32混合信号MCU全系列产品(包括适用于USB应用的SiM3Uxxx系列、适用于非USB应用的 SiM3Cxxx系列、适用于超低功耗应用的SiM3Lxxx系列)为例,分析了Cortex-M3 MCU在工控仪表、智能家居、便携医疗、物联网无线终端、电脑外设等市场如何开辟差异化的8位替代之路。

  Cortex-M3 MCU如何走出差异化的8位单片机替代之路

  32位单片机是 8位厂商向上开拓应用市场的必由之路,最重要的是如何做好集成。看起来似乎张三李四都会集成ARM内核,但是最终的效果是有差别的。张园根指出:“Precision32 系列产品采用Silicon Labs的专利技术Crossbar架构,确保了最大的灵活性,加之SiM3Lxxx系列的令人赞叹的超低功耗特性、使得Silicon Labs的Precision32 32位MCU系列在众多ARM Cortex-M3 MCU中脱颖而出。”

  专利的Crossbar架构确保最大灵活性

  Crossbar是Silicon Labs的专利技术。如下图1所示,Precision32系列包括两个Crossbar,可以连接任意I/O功能到不同引脚。这样做的益处是显而易见的,它能够优化布局,没有引脚冲突,可定制外设功能集(有益于选择低引脚数量MCU)。

  Cortex-M3 MCU如何走出差异化的8位单片机替代之路

  设计人员可以配置芯片引脚以简化电路板设计,例如配置输出引脚靠近他们所要连接的芯片。在某些情况下,这种方法甚至可以允许使用更少布线层PCB,从而节省成本。此外,引脚再配置还可轻松应对最终电路板变动难题。

  当选择哪些功能连接到引脚,哪些悬空时,这种方法能提供更大的灵活性。特别是在使用带有少量I/O引脚的小型封装时,灵活性显得尤为重要。其他大多数MCU也提供一些配置,但是可能在每个引脚上仅支持一种或两种功能,限制了选项数量,导致潜在的引脚冲突。

  使用者不用担心如此多的配置可能带来的混乱,应用程序构建器(AppBuilder)工具提供图形界面,允许设计人员使用拖拽功能配置引脚。一旦配置完成,工具能够产生加载配置到MCU的引导代码。该工具可以与商业IDE协同工作,包括Keil和IAR以及流行的Eclipse,Silicon Labs已经加以调整Eclipse以支持Precision32产品。

  多种创新技术实现超低功耗32位MCU

  Precision32系列产品采用能和8位MCU媲美的低功耗Cortex-M3内核MCU,而性能又强大的多,被业界普遍认为是用于替换8位MCU市场的首选32位MCU。

  尤其是主打超低功耗电池供电应用的SiM3L1xx通过许多关键性创新降低了工作模式功耗。例如动态电压调节可以根据应用情况变化来调整内部器件的电压。与其他32位MCU相比,其集成的高效率DC-DC转换器可以实现系统功耗降低40%,电池寿命提高60%!其休眠模式下的表现更加令人赞叹,功耗比同类竞争对手低5-10倍(最低休眠电流可低至50nA),工作模式下功耗比同类竞争对手低33%。

  而且自治型外设无需CPU介入就可操作,数据传输管理器(DTM)执行复杂的数据传输时也无需CPU介入;增强型直接存储器存取(DMA)可以降低90%协议相关功耗,RAM和寄存器保持状态能够在4μs内快速唤醒。该系列MCU产品还具有专利技术LCD控制器,其电荷再分配架构能够在不影响性能的情况下降低约40%显示器功耗。

  此外,片上振荡器使CPU可以运行在任意需要的频率;而如果采用8MHz外部晶体,MCU运行频率必须是8MHz的倍数。出于同样的原因,Silicon Labs允许CPU和USB频率独立设置,而不是固定比例。这种灵活性使系统设计人员能够任意微调CPU频率,提供所需的性能,同时保持最低速度和功耗。

  Cortex-M3 MCU如何走出差异化的8位单片机替代之路

  Silicon Labs同时还专注于降低系统功耗,因为许多MCU应用是由电池或通过USB规范的受限等级供电。对于开发人员而言,集成多种优势模拟器件,例如振荡器和USB终端,可以缩短信号路径长度和集成外围元器件,从而降低整个系统功耗。

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未来16位MCU市场逐渐萎缩 并重新定义 MC...

在ARM核心的开放开发环境之下,研发人员利用32位元微控制器(MCU)开发应用的成本逐渐降低,芯片价...

发表于 2018-01-10 14:43 1541次阅读
未来16位MCU市场逐渐萎缩  并重新定义 MC...

STM32 系列MCU 不同型号的移植步骤解析

STM32 系列MCU 不同型号的移植!

发表于 2018-01-10 10:45 1743次阅读
STM32 系列MCU 不同型号的移植步骤解析

基于PIC16F1779的8位MCU高性能LED...

开关模式可调光LED驱动器凭借其高效性以及对LED电流的精确控制而闻名。这类LED驱动器还可以提供调...

发表于 2018-01-07 10:17 1797次阅读
基于PIC16F1779的8位MCU高性能LED...

华大半导体提出了“一静一动”的产品布局 深度挖掘...

在整个物联网蓬勃发展的当下,华大半导体提出了“一静一动”的产品布局:通过超低功耗技术紧扣各类终端设备...

发表于 2018-01-06 10:03 1401次阅读
华大半导体提出了“一静一动”的产品布局 深度挖掘...

对于ARM、MCU、DSP、FPGA、SOC的介...

ARM处理器是Acorn计算机有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。更早称作Acorn...

发表于 2018-01-05 11:36 1024次阅读
对于ARM、MCU、DSP、FPGA、SOC的介...

详细剖析在嵌入式系统开发中选择适合的MCU平台

随着物联网产业的蓬勃发展,出现的问题也越来越多:MCU平台怎样能让开发的产品更好地做到安全的互联互通...

发表于 2018-01-05 10:49 1105次阅读
详细剖析在嵌入式系统开发中选择适合的MCU平台

一文让你了解MCU及物联网操作系统演进

NXP市场总监王维MCU与IoT OS演进的演讲实录。

发表于 2018-01-03 07:20 3370次阅读
一文让你了解MCU及物联网操作系统演进

聚焦三大产品线,华大半导体展示最强“中国芯”!

随着国内集成电路产业快速发展,相关厂商也迎来了良好的发展机遇,其中一直由国外厂商把控的MCU市场也迎...

发表于 2018-01-02 11:33 2464次阅读
聚焦三大产品线,华大半导体展示最强“中国芯”!

探讨当今不断增强的嵌入式 MCU 的丰富功能以及...

作为物联网产品的核心, MCU 是否合适是满足客户当前和未来需求的关键。本文将探讨当今不断增强的嵌入...

发表于 2017-12-28 09:18 1375次阅读
探讨当今不断增强的嵌入式 MCU 的丰富功能以及...

对MCU破解技术做个简单分析

大家可能都知道破解51单片机是很容易的,但为什么容易,又是如何来破解的,可能很多人就不大清楚了,我在...

发表于 2017-12-26 09:16 1135次阅读
对MCU破解技术做个简单分析

一文读懂嵌入式LCD的接口和驱动方式,赶紧收藏起...

LCD的接口有多种,分类很细。主要看LCD的驱动方式和控制方式,目前手机上的彩色LCD的连接方式一般...

发表于 2017-12-26 07:22 1989次阅读
一文读懂嵌入式LCD的接口和驱动方式,赶紧收藏起...

基于8键控制8灯显示设计与仿真

用8个按键(K0-K7)控制8个发光二极管,每个按键独自控制1个LED的亮灭,当按下K0时,对应D0...

发表于 2017-12-25 16:48 1286次阅读
基于8键控制8灯显示设计与仿真

对比了8位MCU和32位MCU的使用案例来作为选...

该如何对8位以及32位的MCU进行选择?8位和32位MCU在功能上仍是互为辅助、各有千秋,这其中的诀...

发表于 2017-12-25 15:59 1020次阅读
对比了8位MCU和32位MCU的使用案例来作为选...

MCU明年持续供不应求涨价继续

欧洲半导体巨头NXP公司对其代理商发出了涨价通知。通知称,将从2018年第一季度开始对NXP旗下MC...

发表于 2017-12-25 11:27 1282次阅读
MCU明年持续供不应求涨价继续

华大半导体国产工控MCU的希望

在物联网时代,各类终端需求的持续发酵下,市场重燃了对MCU这个已面世数十年产品的热情。无论是国际知名...

发表于 2017-12-22 14:34 1733次阅读
华大半导体国产工控MCU的希望

MCU即结构与组成以及破解MCU方法及预防措施

MCU器件,除数字I/O端口外,还有ADC模拟量输入、输出端口,输入信号经内部A/D转换电路,变换为...

发表于 2017-12-22 14:21 1240次阅读
MCU即结构与组成以及破解MCU方法及预防措施

NXP率先上调MCU价格 ST意法半导体有意更跟...

随着mcu的市场需求不断扩大,导致MCU供应短缺,有机构预计2020年全球MCU市场规模将超过200...

发表于 2017-12-22 10:14 310次阅读
NXP率先上调MCU价格 ST意法半导体有意更跟...

Silicon Labs生物传感器给可穿戴设备中...

Silicon Labs(亦称“芯科科技”,NASDAQ:SLAB)日前推出一系列光学生物识别传感器...

发表于 2017-12-21 16:27 4685次阅读
Silicon Labs生物传感器给可穿戴设备中...

Silicon Labs生物传感器给可穿戴设备中...

新型Si117x生物识别传感器提供高精度心率监测(HRM)同时最小化功耗以支持全天候监测 中国,北京...

发表于 2017-12-20 10:35 5493次阅读
Silicon Labs生物传感器给可穿戴设备中...

一款非常实用的MCU的智能照明平台设计

越来越多的照明控制方案出现在现在的照明工业中,因此电源的设计、灯的驱动电路、安全保护、管理接口等各方...

发表于 2017-12-19 09:08 1884次阅读
一款非常实用的MCU的智能照明平台设计

如何破解MCU的方法及其预防措施

本文对于志在研究MCU防护的同学,能给很多参考思路,但对于想当黑客的人,后果自负...

发表于 2017-12-17 08:05 6087次阅读
如何破解MCU的方法及其预防措施

基于MCU和nRF24L01的无线通信系统设计

介绍了利用高性能MCU和nRF24L01芯片设计的网络化无线通讯系统,说明了其软硬件设计要点。该系统...

发表于 2017-12-15 14:32 292次阅读
基于MCU和nRF24L01的无线通信系统设计

Silicon Labs发布满足高速收发器需求的...

Silicon Labs(亦称“芯科科技”,NASDAQ:SLAB)日前推出了一系列高性能I2C可编...

发表于 2017-12-13 09:32 2324次阅读
Silicon Labs发布满足高速收发器需求的...