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布局高阶MCU应用
TI用整合做出差异化

【作者: 廖家宜】2016年11月25日 星期五

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「MCU在市场上将是永远存在、不可或缺的一个关键角色。」德州仪器嵌入式系统总监詹勋琪对此下了这样一个定义。生活中有太多电子产品都会应用到MCU,举凡家电、影音设备、工业及医疗等可所谓无所不在。


MCU从最普遍的8位元进展至16位元甚至现如日中天的32位元,虽各有各的一片天,但随着技术演进与市场推移,厂商互相竞争发展加上价格战之因素,


再者,因应话题火热的物联网、工业4.0、车用电子的兴起,将需有更多运算能力与效能上的需求,使得32位元如今俨然成为市场主流。



图一 : 因应市场趋势与需求,MCU如今已为32位元为趋势。 〈Source:Flexe〉
图一 : 因应市场趋势与需求,MCU如今已为32位元为趋势。 〈Source:Flexe〉

32位元市场的庞大应用商机让厂商趋之若鹜,相对的厂商的市场竞争也越发激烈,为抢占一席之地,各厂无不卯足全劲以不同的周边设计、市场,以及专用型产品抢分杯羹。而作为此领域的领导厂商,德州仪器也绝不会在此当中缺席。


迈入32位元战场

谈论起现今主流的32位元之MCU,不得不提为人熟知的ARM Cortex-M系列核心,依不同市场区分成M0至M4的等级,其中,Cortex-M0可做为初阶8/16位元应用,Cortex-M3可做中阶的16/32位元应用,而Cortex-M4则可拿来做高阶的32位元应用。



图二 : 德州仪器嵌入式系统总监詹勋琪表示未来MCU将会逐渐走向整合一途。 〈摄影/廖家宜〉
图二 : 德州仪器嵌入式系统总监詹勋琪表示未来MCU将会逐渐走向整合一途。 〈摄影/廖家宜〉

作为ARM的领导合作厂商,德仪(TI)对ARM的产品是在熟悉不过的了,这让它在针对MCU的应用与布局上非常完善。德州仪器针对MCU的布局初始便从16位元开始发展进程至32位元,现在的产品也多以32位元为主,但这并不表示德仪在低阶MCU市场无竞争力,其针对低阶市场仍做出相应需求,推出具有差异化特色的产品。


差异化/整合是致胜关键

德仪在以Cortex M为核心的产品布局主要着重在Cortex –M3与Cortex –M4。值得一提的是,因德仪认为Cortex-M0或Cortex-M0+属于入门,可做内部控制但却并不是具有强大效力,因此都会再带入Cortex –M3与Cortex –M4的核心,借此执行较大的运算能量、进一步开发使用。虽然该系统里有M0的存在,但德仪却不会特别跟客户强调内含该核心。詹勋琪表示,在德仪的产品当中,其实看不太到像M0这样独立的核心,因其缺乏差异化,因此在产品开发上并不会特别去着墨这一块。


在市场各式各样以Cortex M核心为架构所开发的MCU产品,要如何获得市场青睐?以上述来看,德仪非常注重产品差异化,而其中强调的便是整合。以旗下的MSP产品线举例,该产品线亦有采用32位元的Cortex-M4为核心,此核心强调低功耗,此外加上14位元的ADC,强调与周边的连结性这类整合方式。


第二个例子则是无线整合,旗下的无线MCU就是基于Cortex -M3与M4,再整合Wi-Fi、BLE、ZigBee等。德仪认为,取得ARM Cortex M的授权基本上到处都可做,但在全球布局里,德仪为了让产品保持与它家的差异化,因此会大量进行整合,不论是类比整合、无线整合,或是电源整合皆是。詹勋琪表示,其实每个产品、每种趋势都免不了在最终走向整合一途,是以MCU也无特例。


TI锁定工业与车用布局

詹勋琪表示,目前德仪在市场上的投资着重在工业与车用市场,为了因应该市场特性,其对MCU的使用与需求也会有很大的不同。基本上,高阶MCU强调的是性能,因此较着重在工业与车用市场。


先以车用市场举例来说,车用讲究的是安全,而安全又关乎到即时的问题,如安全气囊在紧急状况下必须在极短时间内开启。以ARM架构区分,其一是众所熟悉的Cortex M核心系列,但在车用市场则是强调Cortex R核心系列,如R4、R5。这类型的核心讲求的是Real-time,并做到安全认证如ISO 26262标准的支持。


另外,在工业领域上讲求的则又是另一种针对运算的Real-time,例如,德仪旗下的基于DSP的C2000,该产品多应用在工业上的转马达、电源转换等,这些东西都需要即时计算,除了运算要快,也需要类比的整合,因此在工业的使用也会不一样。


回头来看,一般所熟知的Cortex M核心系列,因为不怎么要求Real-time与安全诉求,因此可应用于像物联网的领域当中。德仪在MCU产品的布局广泛且皆能针对不同的应用运用各种MCU的基础。


高阶MCU世代转换无须过快


图三 : 德州仪器未来将着重于工业与车用市场的投资。 〈Source:Odyssey〉
图三 : 德州仪器未来将着重于工业与车用市场的投资。 〈Source:Odyssey〉

在32位元几乎已成主流的当下,64位元也在蓄势待发,不过,当MCU跨入64位元领域,其运算效能与应用领域已经跟当今64位元CPU、AP相去不远,因此前几年虽然有厂商尝试推出64位元的MCU来试水温,但由于应用太少,加上目前32位元的MCU足以满足各种市场需求,使得厂商退出64位元MCU的开发。


而针对此况,詹勋琪也认为,高阶MCU的世代转换事实上是不需要那么快的,其一是因为以现在的效能来说已足够使用,客户的需求其实是用不到那么高,其二是市场需求,并不是技术越高越有利可图,重要的还是要因应市场的趋势变化。


**刊头图片〈Source:PCWorld〉


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