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核心产品功耗MCU:开放核心与专有核心谁将胜出

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几年前,MCU业界一直存在8位与16位,16位与32位产品之间的“位数”之争。近几年,随着各知名半导体大厂纷纷推出以ARM为核心的32位MCU,一场基于ARM开放核心和基于一些企业专有核心的MCU之争也拉开序幕。伴随ARM公司推出针对MCU的新内核Cortex-M3以及ST等公司推出基于该内核的新MCU产品,开放与专有之争加剧。那么,谁将最终胜出?

  开放之美与专有之强

  其实,在MCU业开放与专有核心之争早就存在。在8位市场,曾经最受工程师喜爱的开放核心产品8051系列就受到了Microchip公司PIC专有核心的严峻挑战,并最终不敌对手。对此,专业从事半导体分销的上海佰力电子有限公司技术总监骆健敏先生分析说,Microchip专有核心产品的胜出是因为它在当时有两大特色使人耳目一新:一是低功耗,低电压。相对与8051产品,Microchip当时采用了新工艺,极大降低了产品的功耗,可以适合电池应用的系统,工作电压也由8051的5V
降低到3V。二是它当时集成了A/D、D/A等接口,首次提供了丰富的外围接口。这两大特色使Microchip在当时的市场上一枝独秀,一下子冒了出来。虽然8051产品后来也在功耗和外围上改进很多,但根据Dataquest市场调研公司的统计,2006年,Microchip的8位MCU仍然位居市场占有率第一的位置。

  而在今天的32位市场上,也同样正在上演一场开放与专有核心之争。随着ST、NXP、Atmel、三星等半导体大厂纷纷推出基于ARM7或ARM9核心的MCU,ARM核心成为32位市场上最受欢迎的开放核心。与此同时,Microchip、Infenion、Renesas等企业则延续着各自专有核心的技术路线,来丰富自己16位或32位产品系列。而一些企业,如Atmel、Freescale则采取两条腿走路的策略,一方面推广基于ARM核心的产品,一方面投资开发各自专有核心MCU。

  开放核心阵营的人士认为,开放核心有其美丽之处:工程师都喜欢开放的产品,而且这些产品有更丰富的软件资源和开发工具,多家企业的共同推广也有利于该市场的蓬勃发展,这些优势使其更适合通用电子应用;而专有核心阵营的人士则强调,专有核心有其专长,在某些性能,如高性能运算、低功耗方面更具优势,而且工程师也会对某些品牌有延续使用的习惯,这使它们更适合一些行业应用。于是,MCU在32位和16位市场上继续上演“开放之美”与“专有之强”之间的争夺。

  Cortex核心加剧开放与专有之争

  其实,针对中低端应用的ARM7开放核心一直有一个弱点,那就是它毕竟是20年前的产品,在性能、功耗等方面均代表着20年前人们对产业发展的看法,所以,它已经不能满足今天用户对更高性能和更低功耗的要求。ARM对此也非常清楚,为此,他们于近几年推出了新一代核心Cortex-M3,主要针对性能、功耗和代码密度进行了改善,性能比ARM7快1/3,功耗降低了3/4,与此同时,通过使用Thumb2指令集,代码密度得到了优化,容量降低了45%。此外,ARM还提供了相对于以前版本更为低廉的开发工具。

  而Cortex-M3在性能和功耗上的提升,也受到了许多正在走开放核心之路半导体企业的欢迎,他们纷纷推出了新产品。6月11日,ST公司宣布在全球同步推出基于Cortex-M3内核的MCU产品——STM32,针对16位及32位应用市场。ST公司微控制器产品部总经理Jim Nicholas介绍说,得益于Cortex核心,STM32在性能和功能上比基于ARM7的MCU都有大幅度提升,例如,增强型STM32的时钟频率可达到72MHz,是同类产品中最高的。在功耗方面,在时钟频率为72MHz时,从闪存执行代码功耗仅为36mA,是32位市场上最低的,与此同时,它采用2.0V到3.6V电源,在待机模式下最低功耗2μA,非常适合电池供电的应用设备。此外,它提供丰富的外设,包括两个12位A/D等。ST非常看好这一基于新ARM核心MCU的竞争力,已经把相关的人力资源转移到STM32上。

  除了ST外,去年,美国的Luminary公司最先推出了基于Cortex内核的MCU产品,价格在一美元以下,具有8KB RAM,28管脚,针对8位MCU市场。

  此外,TI也推出了基于Cortex-M3的MCU。与此同时,NXP也正在对Cortex-M3进行综合评估,预计在明年初完成,并在此基础上进行下一步的具体规划。

  Cortex-M3使开放核心MCU不仅保持着“开放之美”,更为它注入了“专有之强”,它的到来显然会加剧MCU市场的争夺。

  谁将胜出

  ARM公司对于基于Cortex-M3的MCU新产品非常看好。ARM公司中国区总裁谭军对中国电子报记者表示,Cortex-M3 MCU会更好地满足那些原来使用8位的产品,现在因为应用不断升级而对高性能、低功耗产生更高要求的用户,它的到来,不仅会对专有核心MCU市场有影响,甚至会影响到8位市场上的老开放架构8051。

  ST公司也对Cortex-M3 MCU非常有信心。他们表示,新产品会给如Microchip等企业带来压力,迫使这些企业重新考虑他们的发展策略。而一家ST 的分销商说,据他了解,新产品与相对应的Microchip产品相比,仅10多元,而Microchip要20多元到40元或50元,因此,他认为新产品会很有竞争力。

  而坚持专有核心MCU路线的Microchip表示,目前对此不适合发表任何言论。他的一家分销商则表示,他们对Microchip专有核心MCU有信心。他分析说,由于Microchip前期推广做得好,经过10多年的发展,工程师对PIC架构已经非常熟悉,形成了设计习惯,所以Microchip市场占有率变化一直不大。“据我了解,即使后来推出的产品性能好,价格也便宜,很多工程师也不用,因为他们已经形成了使用的习惯”。

  而也基于自己核心开发MCU的Infenion汽车工业及多元化电子市场事业部微控制器高级总监石敬岩先生说,谁会胜出的关键是要和客户紧密合作,而不是开放MCU的平台。“我们的客户,特别是那些行业领先的客户,希望和我们一起制订MCU发展路线图。这不仅可以让他们享受高级MCU产品的优势,还能降低其产品开发的风险和成本,缩短产品开发的时间。”他说。

  同时投资ARM平台,又投资开发自己平台的Atmel公司北京研发中心经理叶勇建先生表示,他们一方面针对ARM的核心开发了多个系列产品,另一方面在几年前基于客户对更高性能和更低功耗的需求,自己着手开发了与Cortex核心很类似的AVR32产品,来弥补ARM的不足。而这种灵活的策略能更及时地满足客户的需求。

  NXP多重市场半导体部中国区高级产品市场经理金宇杰说,这两种架构未来还是会共存,并有不同的应用领域和市场。ARM架构比较合适于通用型应用,而专有架构适合有针对性的应用。目前,“针对应用”型MCU成为一种市场趋势。

  而一家同时代理几种MCU产品的分销商说,到底谁会胜出,那就要看谁的前期推广力度大,而且目标市场定得准了。

  (来源:中国电子报)





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