回顾2017嵌入式领域MCU四大新变化的介绍和应用发展

嵌入式系统设备是应用最广泛的产品，小到玩具、穿戴产品大到复杂的工业、军工宇航设备，按照标准定义，嵌入式系统就是以应用为中心，以计算机技术为基础，将应用程序和操作系统与计算机硬件集成在一起，能够独立工作，而且软硬件均可裁减的专用计算机系统。简单地说，就是系统的应用软件与系统的硬件一体化的设备。广义上可以认为，凡是带有微处理器、微控制器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。从狭义上讲，更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统，并且具有某些特定功能的系统。随着智能化的深入，嵌入式系统发生了很多有趣的变化，我们以嵌入式系统的核心MCU来说说2017年嵌入式领域的MCU四个变化。

一 MCU主频、内核大突破还有多核化

在传统上，我们理解的的MCU都是基于Cortex-M0,M3,M4或者8051 内核的MCU，但是今年我们看到，一些MCU领军厂商如ST、NXP等都推出于基于Cortex-M7内核高主频MCU，把MCU应用继续拓展。

NXP在今年6月推出了i.MX RT系列跨界处理器，它结合了高性能和实时功能，支持下一代物联网应用，具有与MCU级可用性相平衡的高度集成和安全性，且价格实惠。i.MX RT处理器的优势很明显：第一高性能，采用ARM Cortex-M7，主频高达600MHz，配备高达512KB的紧耦合内存，中断延迟低至20nm，可以使满足目前用户点一下按键就要快速做出反应的需求；第二高集成度，集成了2D图形加速引擎、并行相机传感器接口、LCD显示控制器和3个I2S，适用于GUI和增强版HMI的高级多媒体；第三低功耗，集成直流-直流转换器，实现业内最低动态功耗；第四使用简便，采用了MCU的应用架构，MCU客户可以利用现有的工具链，如MXUXpresso、IAR、Keil，快速开发和制作原型，而不用再学习Linux、安卓，从而节省设计时间；第五低成本，10K的转售价格不到3美元。对于这样的新MCU，国内嵌入式系统技术著名专家周立功教授(广州周立功单片机发展有限公司创始人、广州致远电子股份有限公司董事长)指出：“NXP最新推出的LPC546xx、i.MX6和刚推出来的i.MX RT绝对的创新设计，性能超群价格便宜，我们看到A7、A8性能再好，但其资源都被Linux吃掉了！而i.MX RT只需要RTOS就可以实现更好的性能，且更便宜。另外，基于RTOS的功耗管理更简单，大部分菜鸟级开发人员，不用懂Linux就可以开发出高性能的产品，这是多大的市场机会，因此必将成为流行的趋势！”

“这是兼顾了高性能与低功耗的产品设计。”他强调。“未来，Cortex-M7的发展理念更高性能，向多核发展，比如M0+M7、M4+M7、DSP+M7...等等。”

二32位MCU加速取代8位MCU应用

目前在MCU领域，8位MCU仍占据1/3以上份额，在工业控制、安防、物联网、消费类电子等诸多领域，8位MCU的身影依然处处可见，根据IHS的预测，2018年8位MCU的市场规模将增长到78亿美元，市场份额继续超过MCU市场营收的三分之一以上，因为很多人认为8位MCU未来将继续维持增长。

不过随着智能化时代的来临和安全意识的提升，8位MCU增长将逐渐进入强弩之末，以今年来看，32位MCU取代8位MCU就呈现加速势态，一个变化是32位MCU大量取代8位MCU在指纹识别领域的应用，主要原因是32位MCU利用其更高的处理能力可以缩短算法执行时间，最终体现为响应速度。同时，32的高处理能力可以整合更多的功能，例如加密认证，辅助传感器等。

一些基于ARM Cortex-M4内核的MCU提供了完整的DSP指令集和专用浮点运算单元(FPU)，可直接支持三角函数、滤波和卷积等复杂运算以加快指纹算法执行速度。最高主频下的工作性能可超过200DMIPS，可以支持高级指纹识别运算的全过程，包括指纹图像预处理、分割拼接、数据特征提取、特征匹配、交叉比对、识别解锁等一系列指令，更可显著提高指纹注册和匹配效率。所以很多8位MCU指纹识别方案别抛弃换到32位方案。

另外一些基于8位MCU的遥控器方案也因为32位MCU成本下降到与其持平而遭到抛弃。所以32位MCU需求旺盛一些公司缺货将成为常态化。

三 高端家电、高端消费电子设备需要高性能MCU

随着人工智能技术逐渐普及和人们对优质生活的追求提升，高端家电、高端消费电子对高性能MCU需求大增，例如很多冰箱需要做智能化的分析和处理，需要对储藏的食品做分类和检测，同时需要联网完成智能购物等动作，因此需要跟高性能的MCU，这些MCU除了支持一定的智能运算外还要支持触摸屏显示，支持较高的分辨率显示。针对这样的需求，本土MCU厂商可以将产品向高端延伸，在兼顾低端市场的同时，向高端市场发起冲击！

四 显示控制及人机交互应用加速

“在过去六个月，32位MCU在手机及移动支付、智能家居/家电、显示控制及人机交互和汽车电子及电机应用方面呈现加速势态。”灵动微电子MCU事业部总经理娄方超表示，“其中显示控制及人机交互需求极其旺盛，应该是潜力很大的市场，在这个市场中，MCU在取代以往的应用处理器市场。”

此外 ，在MCU开发上，各个厂商也努力简化MCU开发，例如ST开发出了STM32CubeMx，不但可以用它搜索选择满足需求的芯片，用它配置芯片外设引脚和功能，配置使用如LWIP、FAT32、FreeRTOS等第三方软件系统，还可以用它做功耗评估。而娄方超也透露灵动微电子也会推出更好用的新开发平台。

今年12月21日， 第六届深圳国际嵌入式系统展EMBEDDED EXPO 2017将在深圳会展中心隆重开幕。作为中国地区嵌入式领域年度盛会，嵌入式系统展聚集嵌入式及各应用行业的专业人士、买家与决策人员，为整个产业链提供从元件、模块、嵌入式板卡、到各行业智能系统与物联网解决方案的一站式交流平台。在这个年度嵌入系统展会上知名半导体中外厂商将同台展示最新产品，目前参展的企业包括：ST, TI，Silicon Labs , 精工，FUJITSU、ABOV、瑞芯微、华大，兴芯微，汇春，灵动微、中天微、爱普特、赛元微、华普、芯旺微、鼎芯，星宏伟业、瑞迅科技，博来，博巨兴，联通智达，康士达，金泰克，创见、致象科技、捷波、康控、康士达、智傲、联智通达、慧为智能、众福科技、广州致远、周立功、广州天嵌、广州创龙、聚亚、宇瞻、创见资讯、江波龙、佰维、金泰克、赛维，拓普微、思迪科、芯讯通，移柯、超显，信可通等，展示的产品包括MCU、嵌入式系统方案、周边存储、主板方案等等，是名副其实的嵌入式系统盛会！

展会同期将举办第九届MCU技术创新与嵌入式应用大会--MCU!MCU!2017，是专注于MCU技术与应用的大型专业论坛，也是MCU核心技术厂商每年发布新技术新产品和最新解决方案的平台，主要的主题包括超低功耗、超高性能MCU技术发展；MCU在工业级、物联网及智能硬件领域的应用；MCU最新最热门应用一瞥：无人机、可穿戴、生物电子等；如何构建更好的MCU生态环境，为IoT产业发展服务；国产MCU发展现状及主要市场分析等。