物聯(lián)網(wǎng)時代的MCU：降低成本 增加毛利

訊：微控制器(MCU)采用省電、可長達(dá)數(shù)年、彈性的硬體架構(gòu)，并以低功耗、執(zhí)行效率高的功能訴求，進(jìn)軍各種電器與電子產(chǎn)品的市場，并可應(yīng)用在各行業(yè)領(lǐng)域，并至今累計數(shù)億顆銷售量。因應(yīng)近年來穿戴式裝置與物聯(lián)網(wǎng)的興起，裝置設(shè)計朝向更輕薄短小、價格越低的趨勢下，MCU的應(yīng)用不只更加廣泛，其功能也倍加市場考驗(yàn)。相關(guān)業(yè)者無不使出渾身解數(shù)，推出各式新一代MCU產(chǎn)品，來符合客戶與市場的需求…

、無線感應(yīng)網(wǎng)路(WSN)等各種物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的應(yīng)用。

來說，改用32位元MCU來設(shè)計，不僅不會over-spec(超規(guī))，在功耗、成本與系統(tǒng)維護(hù)上也更具競爭力。例如原本采用CPU、AP來設(shè)計的智慧手表，電池續(xù)航力大約不到3天，而2014年許多全新的智慧手表開始改采用32位元MCU來設(shè)計，可提供3天以上，甚至高達(dá)1個月的電池續(xù)航力。

　　而內(nèi)建于iPhone5s、iPadAir、iPadmini二代的Apple(蘋果)M7動作處理器，也是一顆MCU，在做健康計步等應(yīng)用時，主CPU就可進(jìn)入省電模式，交給MCU來處理，以提升整體電池續(xù)航力。

　　由于兩大MCU廠商退出8位元市場，如今采用8位元MCU指令集的主要推手，仍有Atmel(愛特梅爾)的AVR8與Microchip的PIC架構(gòu)，而采用8051相容指令集的廠商。

　　除了上述兩家，還有AnalogDevice(亞德諾)、Cypress(賽普拉斯)、Freescale(飛思卡爾)、盛群(Holtek)、Infineon(英飛凌)、Intel(英特爾)、Maxim(美信)、新唐(nuvoTon)、NXP(恩智浦)、SiliconLabs(芯科實(shí)驗(yàn)室)、ST(意法半導(dǎo)體)、新茂(SyncMOS)、TI(德儀器)、Zilog等廠商。

　　在32位元市場部份，幾乎所有MCU廠商都有推出自己的產(chǎn)品，包含采用自己專屬指令集的產(chǎn)品(如AtmelAVR32、MicrochipPIC32、FreescaleMPC5xxPowerPC、ImaginationMIPS32等等)，以及采用ARMCortex-M家族(包含Cortex-M0/M0+/M1/M3/M4/M4F)指令集的MCU產(chǎn)品(除上述廠商之外，幾乎所有廠商都有推出ARM架構(gòu)的產(chǎn)品)，因此市場將ARM架構(gòu)的MCU另外分成一類，雖說都是采用ARM相容指令集，但廠商以不同的內(nèi)部配置方式、運(yùn)作時脈、記憶體大小、I/O擴(kuò)充性與特殊功能，來滿足不同市場的應(yīng)用需求。

　　新一代MCU趨勢32位元將成主流

　　由于8位元和32位元MCU的價差已經(jīng)縮小，未來8位元的應(yīng)用將越來越少，加上8位元與32位元的開發(fā)平臺不同，且在未來智慧家庭與App應(yīng)用的可擴(kuò)充需求之下，也許板子全都以32位元來設(shè)計可能更具成本競爭力。因此，系統(tǒng)設(shè)計者近年來開始嘗試在單一平臺下使用一套軟體來開發(fā)產(chǎn)品，以減少軟體開發(fā)成本，讓其低階至高階端產(chǎn)品都使用相同平臺，以增加產(chǎn)品規(guī)劃上的彈性。

　　然而當(dāng)今許多MCU系統(tǒng)設(shè)計者，針對許多產(chǎn)品應(yīng)用，仍是傾向采用低成本、最小軟體復(fù)雜度的電子元件，因此，低接腳數(shù)與記憶體少的8位元MCU仍具有其市場吸引力，在短期內(nèi)仍不會被32位元取代。

　　因此，也有廠商推出高效率8位元核心的全新MCU產(chǎn)品系列，可使用像是16與32位元的C語言開發(fā)平臺，來編譯出8位元MCU的執(zhí)行碼。此外，還可搭配其獨(dú)立核心的I/O擴(kuò)充周邊設(shè)備，不須耗用到MCU的資源或內(nèi)部CPU的功率，即可獨(dú)立運(yùn)作，適合給需要在功耗上斤斤計較的產(chǎn)品導(dǎo)入使用。

　　MCU產(chǎn)品競爭者眾，在功能不相上下的情況下，MCU比的就是功耗、效能、成本、體積與系統(tǒng)設(shè)計平臺的一致性，以及是否提供強(qiáng)大的技術(shù)支援，以協(xié)助客戶加速產(chǎn)品的上市。然而在客戶期望MCU的成本越來越低之下，廠商必須加速采用新制程來設(shè)計，方能降低生產(chǎn)成本，以增加毛利。

　　此外除了一般功能MCU，廠商也提供各種不同功能的MCU，例如整合RF功能的MCU、觸控專用MCU、感測專用MCU、控制專用MCU、各式電表專用MCU，以滿足物聯(lián)網(wǎng)時代的不同應(yīng)用市場之系統(tǒng)設(shè)計所需。