Greg Hodgson:Silicon Labs提供业内最节能的8位和32位MCU

 中国电子报、电子信息产业网  作者:
发布时间:2014-07-25
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  在32位MCU全面替代8位大势已定的情况下,如何更好地向新的应用领域延伸成为2014年MCU行业的主旋律。不同市场所需MCU的性能、规格、功耗有何不同?MCU厂商如何应对?《中国电子报》特邀主流MCU厂商和分销商发表观点。

 

Silicon Labs微控制器产品市场总监Greg Hodgson

  问:本次重点关注MCU在家电、LED照明、汽车、物联网(智能电网、智能交通、智能物流等)四个领域的应用。请分别谈一下上述领域的应用趋势,以及贵公司在这几个领域重点推广的(MCU)解决方案。

  Greg Hodgson:我们把物联网(IoT)看作计算的进一步演进,在我们生活中电气设备添加智能感应、处理和无线连接,将使它们变得更加实用。IoT早已对家电、LED照明和汽车市场产生了显著影响。

  智能家居中可连接设备的增长正在扩展到“白色家电”和其他家用电器。智能电器需要8位和32位MCU处理来自各种传感器的数据,并且为电器的触控面板提供电容感应能力。许多智能电器也包括用于无线数据传输的RF收发器,使得最终用户可以通过智能手机监视和控制他们的电器。

  LED照明市场成长也受到IoT产业扩张的影响。来自调研机构IHS的数据表明,LED照明产品已经供过于求,这压低了制造商的价格和利润,从而有助于智能照明市场的增长。智能照明使得应用(例如办公楼宇和街道照明)具有感知能力,能够分担LED技术最初的短期成本。

  全球汽车行业依旧稳步增长。据IHS公司预测,2014年全球汽车销量将上升3.4%,并且中国将成为增长最快的市场之一。汽车对于智能和连通性的需求正在显著增加,而今汽车已成为车载应用尖端创新的平台,例如车身电子、动力总成管理、安全系统和IoT使能的信息娱乐系统。

  Silicon Labs为各类IoT应用提供了覆盖广泛的基于8051内核的8位MCU和基于ARM内核的32位MCU产品,同时也包括完整的开发环境——Simplicity StudioTM,用于加速IoT系统设计。我们的8位MCU被广泛应用于消费、工业和智能能源应用。Silicon Labs最近推出了具有超低功耗和电容感应能力的新型8位MCU——C8051F97x,是特别为触控类应用(例如家电控制面板)而设计的。我们的低功耗EFM32 Gecko MCU系列产品包括近250种32位产品,覆盖ARM Cortex-M0+、M3和M4内核,能够为功耗敏感、电池供电的设备提供可扩展引脚和软件兼容的解决方案。我们也为汽车车身电子应用(例如车窗升降器、车门和电动座椅控制、照明控制、乘坐感知、HVAC系统和雨刮系统)提供汽车级的8位MCU(符合AEC-Q100)。对于应用广泛的LED照明市场,我们提供业内领先的基于ARM内核的ZigBee SoC,能够为智能灯控系统提供智能无线连接和网状网络。

  问:微控制器(MCU)被广泛应用在洗衣机、空调、微波炉、吸尘器、电冰箱等家用电器中,进行电机控制、模拟传感器测量、前面板键盘控制以及在LED/LCD上的结果显示等。低功耗MCU在家电产品上的应用将会越来越广,同时因为技术的进步,低功耗MCU将会有越来越多的产品出现,几乎每一家MCU大厂都提供低功耗MCU让客户选择,贵公司在家电用途低功耗MCU产品开发上有哪些新的进展?在低功耗设计上有何优势?

  Greg Hodgson:低能耗的MCU对于电池供电的家用电器来说越来越重要。Silicon Labs提供业内最节能的8位和32位MCU,是能耗敏感、电池供电设备的理想选择。Silicon Labs的32位EFM32 Gecko MCU在所有能耗模式中都具有业内领先的能效,支持超长的电池寿命和最佳的处理性能。所有Gecko MCU都具有外设反射系统(PRS),能够监视复杂的系统级事件,允许不同MCU外设之间进行自治通信,同时保持CPU尽可能长的处于节能的休眠模式,从而最小化系统整体能耗。Silicon Labs的Simplicity Studio开发平台也包括能耗感知的开发工具,使得嵌入式开发人员能够为低能耗而优化他们的设计。

  问:一般情况下,每一种小家电仅适用于其特定的应用环境,功能比较单一,不需要过于复杂的程序,因此相对资源较少的8位机,基本可以满足其要求。8位MCU至今是否依旧为小家电范围内的主流?随着ARM Cortex M0/M0+的应用不断广泛,未来小家电上应用32MCU的前景如何?

  Greg Hodgson:8位MCU将继续为那些需要简单端口控制决断能力的应用提供最佳的解决方案。许多基本的嵌入式应用仅仅需要开关量和适度的处理能耗。除了比32位架构更具确定性之外,8位开发过程也是非常简单明了的。当开发者编写8位代码时,他/她能够知道它如何精确运行。8位MCU也具有非常小的封装尺寸。例如,Silicon Labs的8位MCU芯片能够提供小型2mmx2mm的封装尺寸,以及优异的外设集成度和性能。一些Silicon Labs的8位MCU芯片具有高达100MIPS的性能,同时在休眠模式下拥有低至10nA的超低能耗。通常ARM MCU更适合突发运算的应用,通过32位处理更好满足数学运算需求。而对于许多小家电应用来说,由8位MCU提供的16×16乘法功能已经足够了。代码大小也是考虑因素之一。对于需要超过64 KB Flash存储空间的应用来说,ARM MCU比8位MCU更有优势。

  问:汽车中需要的MCU多种多样,高、中、低端MCU同时共存于汽车应用。您对这个市场的发展趋势如何判断?

  Greg Hodgson:用于汽车动力系统、安全系统和信息娱乐应用中的高性能MCU的数量在未来不会有太大的增长。然而,我们注意到满足汽车车身电子需求的中端性能MCU的数量在不断增长,它们受到消费者预期、OEM厂商需求差异化和政府部门法规的驱动。在过去的五年中,从系统设计到量产的时间已经大幅下降,当想降低成本、重量和能耗时,这些车身电子系统通常需要与汽车其他部分紧密集成。汽车级和AEC-Q100认证的8位MCU通常非常适应运行在主体控制模块(BCM)下游和独立的汽车应用的很多小功能。

  问:智能照明的发展使MCU的应用越来越多,(如调光调色)这个市场产品的发展趋势是什么?低成本的8位MCU是否还有市场?

  Greg Hodgson:在灯控应用中,仍然有许多具有成本效益的8位触控MCU的机会。当前灯控应用也日益无线化。在sub-GHz频段范围内,我们注意到我们的基于8051的8位无线MCU在点控解决方案中有很多机会。我们也注意到在灯控中使用32位MCU和无线MCU有增长的趋势。例如,Silicon Labs基于ARM的Ember ZigBee无线SoC正在感受到来自LED灯控应用市场的强烈驱动。

  问:在物联网的框架之下,链接、智能与处理,是三大最重要的指针,也就是链接世界、赋予智能、快速处理的物联新时代。而新一代的MCU打着智能嵌入式大旗,提供更优异的运算效能,正好可以一举满足物联网串连全世界的雄心。这些热点应用对MCU提出了哪些新要求?如何应对?

  Greg Hodgson:物联网的基础技术包括传感、处理和无线连接。可连接设备必须能够感应外部环境,例如光、温度、湿度、移动、人体接近和功耗等。Silicon Labs提供多种光和环境传感器,可用于多种可连接设备应用。基于用户的使用方式,例如家居安全无线传感器节点,传感器可能需要在极低功耗下生成非常少量的通信数据,本地化处理,然后再进行汇总。这些数据通常在可连接设备终端节点上进行本地处理。我们相信所有IoT可连接设备将可采用高能效的基于ARM的MCU,从而在支持较长的电池寿命时使本地化处理成为可能。可连接设备也需要强健的基于ZigBee、Wi-Fi、Bluetooth Smart和sub-GHz技术的无线网络。Silicon Labs是目前ZigBee芯片的领先供应商,也是领先的sub-GHz IC供应商。用于可连接设备应用的大多数半导体器件是基于混合信号CMOS技术的。这些器件(传感器、MCU和无线IC)必须高能效、低成本和足够灵活,以便适用于各类IoT应用。敬请期待,我们将准备推出“IoT SoC”,在节能的单芯片中整合MCU、无线收发器、Flash存储器和传感器接口,这将极大的减少IoT终端节点应用的成本和复杂度。

  问:在物联网中,关键组件除了MCU之外,另一个不可忽视的组件就是传感器。在物联网中所需进行判读的讯号,都需要透过传感器来进行撷取。少了传感器这个元素,物联网将不会存在。MCU与传感器平台的整合也成为业界关注的一大方向,对于这一种整合,技术上是否存在挑战?对其市场应用前景有何看法?

  Greg Hodgson:许多IoT可连接设备,例如便携式设备和可穿戴设备,采用各种传感器感应移动、相对湿度、温度、环境和紫外线。一般情况下,传感器技术要比MCU发展更加迅速。当传感器创新的步伐减慢、传感器类型更加规范时,我们看到MCU和传感器集成到SoC或SIP解决方案里。许多MCU已经有成熟的传感器接口架构。在将来,我们会看到专为自动采集传感器数据而设计的MCU架构的出现,在为IoT而优化的超低功耗平台上实现传感器数据汇聚。

  问:中国市场在MCU全球市场中占据重要地位,你认为中国MCU市场需求有何特点?如何适应中国市场的需求?

  Greg Hodgson:为了满足中国市场设计周期较短的需求,MCU供应商必须能够快速提供产品样片、开发套件、FAE支持、易用的软件工具和IDE、快速启动的示例代码和演示程序。中国市场需要特别丰富的MCU产品组合、要多种Flash存储大小、多种外设选项的特性丰富的产品系列,以及在各类MCU系列产品内引脚和软件兼容。为实现客户产品快速上市,MCU产品也必须能够提供较短的交货周期。MCU的产品价格必须具有较高的竞争力,要提供最低物料(BOM)成本的解决方案。在中国IP保护是一项重要考虑因素,MCU必须提供基于Flash的内容保护。同样的,在中国市场为客户提供版权保护的编译器授权以满足法律要求,这对于MCU供应商来说是有益的。在中国,客户关系是非常重要的;当进行重要的采购决定时,客户更偏好与芯片厂商直接接触。

  问:MCU是应用比较广的产品,目前MCU产品分销市场呈现何种特点?

  Greg Hodgson:MCU是典型的“畅销市场”IC产品。为了在分销市场竞争中取得成功,提供基于各种行业标准内核(如ARM和8051体系结构)、功能和外设、闪存大小、封装类型和价位的丰富MCU产品组合是十分重要的。为客户提供完整的、易于使用的开发环境和必要的工具、参考设计、软件库、RTOS支持和论坛社区也是非常重要的。一个典型的例子是Silicon Labs的Simplicity Studio开发生态系统,它为Silicon Labs的基于ARM的32位EFM32 Gecko MCU和基于8051 8位MCU提供了统一支持。

  问:MCU应用广泛,需要分销商针对市场热点开发了一些解决方案,当客户没有能力自行设计时,能提供参考设计或者交钥匙设计。贵公司在这方面有何经验和优势?

  Greg Hodgson:在亚太市场,客户需要完整的参考设计。我们希望与我们的分销商合作伙伴,为我们的客户定义和构建最优设计。我们认识到,上市时间在我们快节奏的行业中是关键所在,任何简化产品开发和交付的设计活动将为我们的客户带来显著的价值。

  问:您如何看待MCU分销市场今年的走势,分销企业应该在现阶段在哪些方面多做工作,为未来市场需求变化做好准备?

  Greg Hodgson:我们希望看到经销商变得更加自给自足,并扩大其现有的营销活动,以成为客户“值得信赖的顾问”。作为一家MCU供应商,我们有责任帮助我们的分销合作伙伴理解、沟通和传递我们的真实价值——我们公司能够提供广泛的MCU产品组合和完整的开发环境。


来源:中国电子报、电子信息产业网            责任编辑:赵强
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