在節(jié)能環(huán)保、智慧聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)下，節(jié)能、安全、檢測(cè)、汽車電子和工業(yè)電子以及消費(fèi)電子的應(yīng)用等等，均已成為微控制器(MCU)的熱門應(yīng)用領(lǐng)域，這也驅(qū)使著MCU廠商不斷在功耗整合、成本控制、效能改善的技術(shù)層面上精益求精，以創(chuàng)造更大的市場(chǎng)發(fā)展空間。在未來(lái)嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)，MCU在電子產(chǎn)品中所扮演的角色愈來(lái)愈重要。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，五年內(nèi)中國(guó)MCU市場(chǎng)將增長(zhǎng)三分之二。
ST全新32位MCU內(nèi)置FPU和DSP功能
意法半導(dǎo)體(ST)正在不斷擴(kuò)大基于內(nèi)置FPU(浮點(diǎn)單元)和DSP(數(shù)字信號(hào)處理)功能的Cortex-M4處理器內(nèi)核的系統(tǒng)級(jí)芯片，目前，剛剛推出的全新的STM32F3微控制器系列現(xiàn)已正式量產(chǎn)，其中包括STM32F30x系列以及STM32F37x系列。意法半導(dǎo)體微控制器、存儲(chǔ)器和安全微控制器產(chǎn)品事業(yè)部32位微控制器線經(jīng)理Jean-MarcMathieu說(shuō)，此次推出的STM32F30x系列主要是針對(duì)高性能的電機(jī)控制應(yīng)用，而STM32F37x系列則是針對(duì)數(shù)字消費(fèi)電子應(yīng)用。
Mathieu介紹說(shuō)，STM32F3系列以多功能模擬外設(shè)、內(nèi)置FPU的ARMCortex-M4內(nèi)核為特色，配備中低容量的存儲(chǔ)器，價(jià)格極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。內(nèi)置FPU的Cortex-M4內(nèi)核在效能優(yōu)異的Cortex-M3CPU上增加了數(shù)字信號(hào)處理(DSP)功能、優(yōu)化單周期指令、飽和算術(shù)指令和浮點(diǎn)單元等功能，使STM32F3微控制器系列的處理性能更優(yōu)于STM32F1系列Cortex-M3產(chǎn)品。STM32F3微控制器系列的市場(chǎng)定位介于意法半導(dǎo)體廣獲好評(píng)的STM32F1系列與性能最高的STM32F4微控制器系列之間。STM32F4微控制器系列同樣基于內(nèi)置FPU的Cortex-M4內(nèi)核，但是配備大容量存儲(chǔ)器和168MHz的最大處理頻率讓該系列產(chǎn)品更適于處理復(fù)雜的應(yīng)用。
據(jù)了解，STM32F30x外設(shè)包括四個(gè)12位5Msps模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，是擁有最優(yōu)ADC性能的基于ARMCortex-M系列的微控制器。該系列微控制器還集成七個(gè)50ns快速比較器、四個(gè)1%精度的可編程增益放大器(PGA)、兩個(gè)12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和兩個(gè)高級(jí)定時(shí)器。其中高級(jí)定時(shí)器可同時(shí)控制兩臺(tái)電機(jī)或用于數(shù)字電源、數(shù)據(jù)服務(wù)器或太陽(yáng)能微逆變器。
與此同時(shí)，意法半導(dǎo)體還推出內(nèi)置9軸MEMS傳感器的STM32F3開(kāi)發(fā)套件，新款開(kāi)發(fā)平臺(tái)STM32F3開(kāi)發(fā)套件內(nèi)置陀螺儀和電子羅盤—9個(gè)自由度(3軸線性+3軸角運(yùn)動(dòng)+3軸磁運(yùn)動(dòng))MEMS傳感器，結(jié)合新系列微控制器的先進(jìn)信號(hào)處理和計(jì)算功能，可實(shí)現(xiàn)具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的傳感器融合應(yīng)用。Mathieu表示，傳感器融合應(yīng)用結(jié)合強(qiáng)大的計(jì)算性能，讓設(shè)計(jì)人員能夠在移動(dòng)游戲、增強(qiáng)實(shí)境、光學(xué)圖像防抖功能、便攜式導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)器人和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的3D運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。
飛思卡爾KinetisL系列MCU現(xiàn)已大量供貨
飛思卡爾(Freescale)正在積極推動(dòng)嵌入式市場(chǎng)中下一代基于ARM解決方案的開(kāi)發(fā)。日前，該公司推出業(yè)界首個(gè)基于ARMCortex-M0+處理器的KinetisL系列微控制器(MCU)，并已量產(chǎn)供貨。
飛思卡爾副總裁兼汽車、工業(yè)與多市場(chǎng)MCU事業(yè)部總經(jīng)理GeoffLees在接受記者采訪時(shí)表示：“為了將全球能效最高的MCU盡快送到客戶手中，我們制定了嚴(yán)苛的時(shí)間表。在ARMCortex-M0+內(nèi)核發(fā)布后6個(gè)月，飛思卡爾現(xiàn)在可以批量生產(chǎn)完全合格的KinetisL系列產(chǎn)品，幫助擁有8位和16位產(chǎn)品的用戶輕松過(guò)渡到32位產(chǎn)品。”
飛思卡爾工業(yè)和多元市場(chǎng)微控制器部亞太區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理曾勁濤介紹說(shuō)，32位Cortex-M0+處理器是ARMCortex處理器系列的最新產(chǎn)品，它采用低成本90nmLP工藝，每MHz單位頻率消耗的電流只有9μA，約為目前市場(chǎng)上所有8位或16位處理器能耗的三分之一，而性能卻有大幅提高。ARMCortex-M0+處理器將上一代Cortex-M0升級(jí)為真正的8位替代產(chǎn)品，同時(shí)保留了與所有其他Cortex-M級(jí)處理器之間的兼容性。這允許設(shè)計(jì)人員可重復(fù)利用其現(xiàn)有的編譯器和調(diào)試工具。新型ARMCortex-M0+處理器的增強(qiáng)特性包括：經(jīng)過(guò)精簡(jiǎn)的兩階通道，允許分支指令更快執(zhí)行；單周期訪問(wèn)I/O和關(guān)鍵外設(shè)，優(yōu)化了程序內(nèi)存訪問(wèn)，線性4GB地址空間避免對(duì)分頁(yè)的需求，降低了軟件復(fù)雜性，并確保為用戶提供與8位器件更相似的體驗(yàn)。特別是微跟蹤緩沖器提供低成本跟蹤解決方案，允許更快完成錯(cuò)誤識(shí)別和糾正，無(wú)需額外I/O資源。
據(jù)了解，KinetisL系列的首款產(chǎn)品KL25MCU以及飛思卡爾Freedom開(kāi)發(fā)平臺(tái)目前均可通過(guò)element14、Digi-KeyCorporation和MouserElectronics等全球半導(dǎo)體和電子元器件分銷商和供應(yīng)商購(gòu)買。現(xiàn)在飛思卡爾Freedom開(kāi)發(fā)平臺(tái)已訂出15,000多套并開(kāi)始發(fā)貨。
GeoffLees強(qiáng)調(diào)，隨著基于ARMCortex-M0+處理器的到來(lái)，已有的8位和16位已沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)。2011年，8位MCU的出貨量已降了16%。2013年，飛思卡爾還會(huì)進(jìn)一步推出基于ARMCortex-M0+處理器的更多新產(chǎn)品。
TIMCU產(chǎn)品線資源和布局
TI(德州儀器)自去年成功收購(gòu)32位MCU供應(yīng)商LuminaryMicro，引入了Stellaris產(chǎn)品線，開(kāi)始加速32位ARM戰(zhàn)略的實(shí)施進(jìn)程，并將為市場(chǎng)帶來(lái)連接性、存儲(chǔ)器和高級(jí)運(yùn)動(dòng)控制的創(chuàng)新性組合，加之SitaraCortex-A8、ARM9MPU和OMAP應(yīng)用處理器，產(chǎn)品組合是高低端兼顧，橫跨MCU、MPU與DSP，構(gòu)建起強(qiáng)大完整的MCU產(chǎn)品陣營(yíng)。目前，TI在MCU領(lǐng)域基本形成了超低功耗MSP430MCU(新型“金剛狼”微控制器平臺(tái))、基于Cortex-M3的Stellaris系列處理器及高性能C2000實(shí)時(shí)控制器等幾大平臺(tái)，以低功耗、高通用性及高性能等不同特性，提供幾乎能滿足所有應(yīng)用領(lǐng)域的MCU產(chǎn)品，其嵌入式戰(zhàn)略布局更加明確。
日前，TI針對(duì)幾大MCU平臺(tái)，推出新型設(shè)計(jì)套件。一是TI面向電機(jī)安全應(yīng)用的安全微控制器及配套電源推出SafeTI設(shè)計(jì)套件，同時(shí)推出的還有新型SafeTI-61508設(shè)計(jì)軟件包，包括15款HerculesRM4xARMCortex-R4安全微控制器和配套的TPS65381-Q1多軌電源，適合工業(yè)、醫(yī)療和能源電機(jī)控制應(yīng)用。SafeTI設(shè)計(jì)套件針對(duì)功能安全的5個(gè)主要部分包括：
1、支持功能安全的半導(dǎo)體組件，以符合安全標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。
2、安全文檔、工具與軟件，用于縮短開(kāi)發(fā)和認(rèn)證時(shí)間。
3、配套的嵌入式處理與模擬組件可協(xié)同工作，以幫助設(shè)計(jì)人員滿足安全性標(biāo)準(zhǔn)。
4、運(yùn)用了高質(zhì)量的制造工藝，旨在幫助確保SafeTI組件滿足涉及ISO9001和ISO/TS16949(包括針對(duì)汽車應(yīng)用的AEC-Q100)標(biāo)準(zhǔn)的組件級(jí)要求。
5、遵循ISO26262、IEC61508和IEC60730標(biāo)準(zhǔn)要求的安全開(kāi)發(fā)流程。
二是低成本StellarisARMCortex-M4F套件，StellarisLM4F120LaunchPad開(kāi)發(fā)板可在短短幾分鐘內(nèi)啟動(dòng)開(kāi)發(fā)工作，幫助啟動(dòng)開(kāi)發(fā)工作所需的全部硬件和軟件。具有浮點(diǎn)能力的LM4F120ARMCortex-M432位MCU工作頻率最高可達(dá)80MHz。無(wú)需申請(qǐng)使用許可且免版稅的StellarisWare軟件(預(yù)先裝入ROM)。40個(gè)使用方便的引腳可編程按鈕和LED，可提供與外部組件或定制子板的連接。20個(gè)外排插針具有與MSP430和C2000LaunchPad上的主排針相似的功能，20個(gè)內(nèi)排插針可提供基于Stellaris的附加擴(kuò)展信號(hào)，用于BoosterPack開(kāi)發(fā)，包括USB、CAN、UART、I2C、SSI/SPI、12位ADC等等。
三是用于C2000微處理器的controlSUITE是一套全面的軟件基礎(chǔ)設(shè)施和軟件工具集，以全面滿足每個(gè)設(shè)計(jì)階段對(duì)更加直觀易用的軟件的需求，可最大程度地縮短軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間。與傳統(tǒng)MCU產(chǎn)品不同，controlSUITE軟件可為簡(jiǎn)化評(píng)估、應(yīng)用自適應(yīng)、調(diào)試、測(cè)試以及重復(fù)使用提供必要的內(nèi)容與內(nèi)容管理。controlSUITE軟件除免費(fèi)軟件產(chǎn)品系列常見(jiàn)的簡(jiǎn)單演示之外，還可提供能夠作為真正開(kāi)發(fā)系統(tǒng)使用的全面開(kāi)源項(xiàng)目—庫(kù)與示例，實(shí)現(xiàn)諸如電機(jī)控制等應(yīng)用。此外，全新安裝程序還可消除版本與依賴性等問(wèn)題，使開(kāi)發(fā)人員能夠在集中區(qū)域獲得完整的軟件產(chǎn)品。C2000MCU應(yīng)用開(kāi)發(fā)套件可提供各種硬件平臺(tái)，以加速采用TMS320C2000微控制器的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)進(jìn)程。
