单片机的新面孔

多年来,卑微的单片机的主力被称为白色家电和其他嵌入式应用程序需要一些处理,但不是一个微处理器将提供。

自那时以来,许多都发生了变化。今天的单片机应用领域的快速增长和日益成熟的明星组件,如汽车、智能手机和互联网的东西——所有的同时保持其低功率和效率高的属性。

托尼•Massimini Semico首席微程序控制逻辑的技术研究,指出,在体积方面,最大的微控制器市场仍然是IC卡,从收入角度和最大的市场仍然是汽车。

“但这是整个工业和消费空间,有很多承诺,“Massimini说。“你有越来越多的微控制器被设计为可移植性。发生了什么事在过去几年一直在增长的智能手机的传感器和环境意识。微控制器是中心的中心控制器。最著名的一个是NXP公司的ARM控制器,这是设计公司M7的iPhone 5。还有其他,谁有类似的解决方案,尤其是意法半导体,飞思卡尔,任何人有一个32位单片机核心从手臂在这个市场。这就是很多复杂的算法都能够使用ARM内核的性能,也提供低功耗——这是非常重要的,因为除了智能手机下一步扩大到可穿戴设备。”

最大的球员在这个市场包括圣、微芯片、Atmel、飞思卡尔、NXP,连同其他提供单片机基于ARM单片机内核。

从历史上看,8位和16位微控制器主要用于衣物由于能耗的原因,他们不需要32位的处理能力的水平。但Massamini观察到,在过去的几个月里有大把32位进入这套和物联网应用程序。在国际消费电子展上,例如,博世显示无线传感器节点和一个32位单片机+大量的上下文感知传感器。

高级产品营销经理Jason Tollefson MCU16司芯片技术,指出,单片机已经进化到包括可编程性、闪存和更大的记忆,这也增加了相应软件的复杂性。

十年前,一切主要是数字,但现在的单片机都是关于集成的硬件外设,Brett诺瓦克说,主要营销工程师MCU32部门微芯片。“现在比较器和A-to-Ds所有标准——他们是司空见惯的事了。但是我们采取进一步整合更多的我们称之为智能模拟,所以基本类型模拟组件(如放大器和电压参考现在被集成到单片机本身。离散放大器和离散模拟总是会有一个地方。更高的性能,他们是高度专业化的,但大多数这些应用程序,我们发现自己正在寻找实用的模拟类型。他们不需要最快最好的性能和响应时间。他们只是需要通用规范。我们这样的硬件集成到单片机本身。”

采取进一步,还有活动把CPU从应用程序在很多方面,他说,因为现在的外围设备集成批核心自主,所以所有不同的外围设备被集成自主核心。“例如,也许我有一定的外设驱动LED和他们会反馈到使用模拟的微但CPU通常不涉及。CPU干预仅仅当它意识到有一个问题,或者有一个中断或需要去做出反应。核心的优势是可以去做其他的事情当我驾驶了,基本上我运行一个触摸板或者是一些安全软件在后台运行,但这是我们提供的优势。我们已经提高了天花板一个8位核心的你能做什么。我们的东西在互联网的东西。”

托马斯•Ensergueix高级产品营销经理的手臂,同意了。“如果你比较(单片机)到10年前,这是一个飞跃的复杂性。”他说单片机是非常灵活和有不同的口味,从基本只有几外设和几针到高端哪里有许多外围设备集成,包括以太网,USB,有时无线连接,一个巨大的数字计时器,和大数量的细胞通讯。“这真是令人难以置信的当你下载一个最新的用户手册从Atmel单片机,飞思卡尔,圣——这是有1000页厚。如果我是一个工程师设计的东西今天我将完全失去了。”

Ensergueix说,越来越多的单片机供应商将提供软件抽象出复杂性。“我们有一个抽象层称为CMSIS(皮层M标准接口软件),由于这个软件API,这是标准在所有嵌入皮层M处理器的单片机,我们把核心的外围设备的复杂性。这是最低层的软件更多的单片机,但你看现在也越来越多的活动的固件。在过去人们倾向于自己完成所有的事情,编程单片机的每一层,但你不能掌握所需的所有软件栈,让一个先进的项目使用一个最新的单片机。你不能有经验在USB,你不能在以太网,你不能在反向收购股票,你不能在所有的无线导率无线个域网、蓝牙勒。你必须依靠软件堆栈的可用性”。

物联网的“东西”
事实上,Massimini证实,在边缘设备的物联网的基础是一个传感器,单片机,和连通性,可以是有线或无线。

再一次,设备的灵活性使他们适合各种应用程序。因为他们的低功率,单片机比应用程序处理器更合适在一些应用程序——比如可穿戴设备,根据Ensergueix。

“事实上,今天的重大创新应用更多的是由创新创业,”他说。“市场上的所有的新衣物像Fitbit,等等,当你看的所有拆卸这套在90%的情况下,你会发现一个通用的皮质M-based单片机。”

单片机是整个物联网基本创新的推动者。

“你将会有著名的产品在你的家,你的车,你的手腕,现在联系,”雷诺Bouzereau说,意法半导体的单片机产品营销经理。“这些产品需要也许保持相同的形式因素,这意味着我们需要把更多的价值在产品。——更多的连接,更多的功能,在不增加形成的因素。这非常适用于可穿戴设备相联系。更多的特性意味着我们需要把更多的我们的产品的性能。同时,形式因素意味着我们必须使产品小包装像CSP(芯片级包)。特别是对衣物,我们需要超低功率和动态效率。这是两个非常不同的概念。”

超低功率,Bouzereau指出圣试图实现最低的能耗数据架构的灵活性,外围设备的灵活性,以及一个优化的过程。“我们的目标是实现数据的能耗最低,运行模式,待机模式和灵活的架构。但是你可以攻击的性能,对于某些应用程序需要动态效率的概念,它实际上是最好的结合性能和功耗运行模式。对于总是在的应用程序,您需要严格的优化性能和力量。”

汽车单片机继续推动
单片机在汽车的使用空间有了一段时间,但即使如此,也有新的更复杂的单片机的应用机会。这也为单片机提供程序转化为更高的价值。“今天在车里你可以预期从50到100电子控制单元(ecu),和你很幸运有这些至少一个单片机,“胳膊的Ensergueix说。“一个有趣的是现在汽车工业就来到一个地方有这么大数量的ecu从系统的角度来看程序和测试非常困难,因为有很多的实体进行交互。我们看到一种趋势,人们有兴趣和动力减少ecu,组织他们,而不是添加更多更高的性能的处理器,它结合了多功能。”

这趋势更多的性能和运行在多个任务的能力在同一个单片机和防止损坏对方手臂公布ARMv8-R实时][' R ',介绍了向量化。

总之,Semico Massimini发现新的市场新兴的微控制器,因为它是这样一个巨大的机会,许多通用的微控制器将成为更专业的传感器接口。“一个公司是否将继续市场作为单片机或把它放在SoC的类别是有争议的。当然会有谁会来到这里的其他人挑战整个单片机架构的一个FPGA或专门的设备。会有在传感器中心一段,如果你愿意,专门的32位微控制器,他们将受到新设备,。但它是为微控制器开辟一个新的市场。”

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见下文的抽样产品包含微芯片

(来源:意法半导体)

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