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ARM效应发酵MCU供应商面临同核大考

2019/10/13 来源:昌都信息港

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ARM效应发酵 MCU供应商面临“同核”大考 - 单片机/处理器 - 电子工程来源:华强电子目前在通用MCU市场和移动处理器市场中,

  ARM效应发酵 MCU供应商面临“同核”大考 - 单片机/处理器 - 电子工程

  来源:华强电子

  目前在通用MCU市场和移动处理器市场中,以ARM架构的MCU占据了比较大的市场份额。其成功主要是以ARM架构的行业生态系统的成功。ARM架构 MCU在性能、功耗和成本上不断的提升,这使得它更适应微控制器应用领域,而丰富的第三方软、硬件支持,也使得客户在开发产品上更加便利和快速。

  恩智浦半导体(NXP)的全线微控制器产品100%专注于ARM架构,该公司高级应用经理王朋朋表示:“对各家半导体厂家来说,如果不采用ARM架构,就有可能被市场和客户所冷落;而如果加入ARM这一大家族,则一定要在产品的定位和差异化设计上带来亮点。这对半导体厂商的市场定位、设计技术、应用开发、客户服务都提出了更高的要求,对整个行业的发展都在起到一个推动作用,同时也意味着用户可以得到更好的产品和更好的支持服务。”

  更多的MCU厂商发展以ARM内核的通用MCU产品,在使用同一内核的市场上,产品竞争将会更加激烈,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成为半导体厂商2012年在中国市场必须面对的挑战。

  TI 欲推动MCU市场洗牌

  在经过2011年的策略调整之后,德州仪器(TI) 将微控制器业务的重要性提到了一个前所未有的战略高度。该公司副总裁兼微控制器业务部总经理Scott Roller表示:“全球嵌入式领域的市场规模预估是18个Billion,其中MCU就占了14个Billion,从TI的角度,如果我们注重嵌入式处理的话,MCU就是非常重要的一个部分。2011年在嵌入式部分我们的市场份额约为11.9%,其中MCU大概占全球6%。众所周知,目前瑞萨和飞思卡尔是全球MCU双雄,而我们在未来几年的目标是至少成为老二。”

  回顾全球MCU供应商排名,TI在2009和2010年连续两年位列第六,要想在短期内迅速跻身三甲,有什么杀手锏呢?Scott Roller给出的答案是:赢在中国。

  Scott Roller:众所周知,目前瑞萨和飞思卡尔是全球MCU双雄,而TI在未来几年的目标是至少成为老二。

  他认为,TI在中国市场会取得胜利的理由有三:首先,TI拥有广阔的产品线。除了低功耗产品线MSP430和实时控制产品线C2000,近几年更积极推进基于ARM架构的MCU,包括基于Cortex-M3的Stellaris系列以及基于Cortex-A8 ARM9的Sitara系列产品。特别值得一提的是,TI还有很多为中国市场专门定制的产品,比如智能电方案。而且TI在射频、模拟方面有非常大的优势,这样TI可以有一整套东西卖给客户,客户就可以只针对一个供应商合作。

  其次,产品方案布局合理切题。TI的产品开发紧扣中国市场发展脉搏,既有面向工业控制、家电领域等传统市场的低能耗方案,也有面向新兴市场,比如医疗电子(血压计、血糖仪)、新能源(太阳能逆变器)、物联(传感器)应用的高性能方案。2011年面向中国需求巨大的三表(电表、水表、气表)市场,TI的MCU也有出色表现。

  第三,TI在中国有非常广阔的合作伙伴,可以一起开发适合中国市场的产品。TI提供给客户的支持是全方位的,FAE的支持,软件,开发工具、参考设计的支持,还有TI的代理商都可以提供很好的服务给客户。比如,在电表部分的参考设计,TI可以提供一整套的完整方案,这样客户可以很方便利用到开发中去。有一些客户直接拿到TI的板子,一两个月就可以生产新产品。

  此外Scott Roller还强调,汽车电子MCU也是TI在中国市场的一个推广重点。他说:“TI面向汽车市场提供的TMS570产品使用的是ARM Cortex-R4架构,主要的它是一个三核的产品,这个架构主要要用在对稳定性要求高的系统,汽车就是一个典型的应用。以后大家会慢慢听到TI有很多汽车电子产品,并且我们会重点加强针对中国、巴西以及印度这三个市场的开发。”

  日本MCU巨头联手抗敌

  不过,其他MCU 供应商显然不打算让TI专美于前。从去年11月基于ARM Cortex M3内核的FM3面市之后,富士通半导体一口气发布了3波新品。其中,高性能产品线主要针对于密集型处理器、高处理性能和多通讯应用,这一系列MCU主频高达144MHz,拥有丰富的通讯外设,如以太、USB、CAN和各种同步通讯接口。宽的操作电压将提供更好的电平接口和EMC性能。高性能产品线其应用领域主要有工业系统设备、变频控制器、伺服电机控制器、BEMS、HEMS及其它节能管理仪器、办公室设备等。

  基本群产品线具有40MHz主频,电压兼容3V和5V系统,具有USB主从功能,同步通讯接口以及电机控制模块,主要应用为替代现行16位MCU的大部分市场和变频家电控制、变频工业控制以及需要USB功能的仪表和数码外设等。

  超低漏电产品线除了丰富的外设功能外,还支持1.8V到5.5V的宽电压操作,优化的工作和节能模式将为客户提供更低的功耗管理,其主要应用为智能仪器仪表、数码外设和其它需要低功耗的各种应用。

  富士通今年会推出适合中国本地市场的,以ARM Cortex M3内核的32位FM3 MCU产品。 该公司市场部经理彭涛介绍说,富士通2011-2012年在中国MCU市场的发展策略,主要可以概况为以下两点:

  首先,在MCU产品开发上,将加大本地研发,推出更多适合于中国及亚洲市场的MCU产品。“8位MCU和32位MCU将是富士通半导体在中国市场主力研发、推广和应用的产品,我们会在中国投入设计资源,推出适合中国本地市场的以ARM Cortex M3内核的32位FM3 MCU产品。” 彭涛表示。

  其次,在市场应用方面,富士通MCU产品主要集中在家电、汽车电子、工业控制和消费类产品市场。32位FM3产品将是富士通半导体主力推广的产品,其应用将涵盖目前市场的高端8位MCU、16位MCU和32位MCU。在中国本地重点应用于节能增效的变频家电和变频工控市场、智能仪器仪表、工业自动化控制和低功耗的数码外设市场。

  另据日媒消息,日本半导体产业巨头瑞萨、富士通以及松下三大企业计划合并半导体芯片业务,三方目前正在就具体的合并事宜进行交涉,力争在3月底达成一致,合资公司就由日本产业革新机构出资成立。如果这一合并实现,将有力巩固日系供应商在MCU市场的霸主地位。

  竞逐低功耗SOC战场

  实际上,除了前文提到的3大产品线,富士通的整个FM3家族还有第四条产品线,即低功耗产品线,目前还未发布新的产品。不过彭涛透露说,富士通很快就将在2012年初发布属于低功耗产品线的LCD段码驱动器。

  从驱动方式以及产品应用的不同,显示驱动控制器包括段码式、点阵式、STN和TFT等几种。而从集成方法来看,显示控制器可以是独立的控制芯片,也可以集成在LCD屏上成为一个LCD模块,而目前的发展趋势则是把显示控制集成在MCU中成为可以直接驱动LCD显示的微控制器。

  恩智浦日前抢先一步推出业界集成了LCD段码驱动器的ARM Cortex-M0微控制器LPC11D00 和LPC12D00系列,可在单一芯片中实现高对比度和亮度。 LPC11D00和LPC12D00内置了恩智浦PCF8576D LCD驱动器,可将总体系统成本降低15%,同时提供LCD无缝集成,适合工业自动化、白色家电、照明设备、家用电器和便携式医疗器械等多种应用。王朋朋表示:“把显示控制直接集成在MCU内部,无需外加芯片,总线传输的带宽性能更好,同时可以享受到高级程度带来的成本上的降低,因此是未来的主流发展方向。”

  LPC11D00系列继承了LPC1100L低功耗系列灵活的功耗管理方法,在运行时功耗目前已达到业界的 130uA/MHz,深度掉电功耗则可低至220nA。同时还采用了NXP独有的Power Profile技术,可以通过软件来选择设置不同的运行模式:低功耗模式,高性能模式,或者这两者之间的平衡即高效能模式。并且,由于集成了显示驱动,LPC11D00系列把这一部分也纳入了整个芯片统一的功耗管理中。

  低功耗应用也是ADI公司在SOC(片上系统)领域的发展方向。 ADI近期正式推出LED电荷泵背光驱动器ADP8866。它结合了可编程背光LED电荷泵驱动器和自动闪烁功能。9个LED驱动器可以独立编程,具有可编程LED闪烁序列及低功耗特性可编程的渐亮/渐暗和闪烁序列支持自动产生复杂的LED效果,从而节省处理器带宽并降低功耗。

  王朋朋:把显示控制直接集成在MCU内部,总线传输的带宽性能更好,同时可以享受到高级程度带来的成本上的降低。

  ADI 精密ADC产品线产品应用经理魏科表示:“除了具有突出的低功耗特性,集成有高性能的模拟外设也是ADI保持自身在行业优势的原因之一。在楼宇自动化、医疗监控以及工业过程控制领域,无线通讯正日益普及。集成有无线收发器、微处理器和模拟前端的无线SOC为这些无线传感应用提供了很好的解决方案。”ADI日前发布的ADUCRF101集成有 1GHZ的RF收发器、高效的ARM Cortex-M3内核(190uA/MHz)以及14-bit 500KSPS ADC模拟前端。”

  总体看来,虽然采用ARM架构开发 MCU产品,尤其是32位MCU产品,已经成为MCU产品领域的主流趋势,但是未来多元化MCU架构仍将是市场发展的主流。其中,MCU集成DSP的构架也会越来越多。魏科表示:“把DSP和微处理器进行结合,用单一芯片实现这两种功能,将会大大加速个人通信机、智能、无线络产品的开发,简化设计,减小PCB体积,减小功耗,降低整个系统成本。”

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