據相關市場調研公司統(tǒng)計,在過去十多年中,8位MCU的市場一直處在高速增長階段,銷售數量持續(xù)增長。但由于售價的不斷走低, 銷售額在去年出現(xiàn)下滑,而32位MCU的份額在不斷擴大。這無疑給市場一個信號,MCU產業(yè)正由8位向32位轉移。
雖然從目前的銷售額與出貨量來看,8位MCU依然是MCU總市場上最大的一個分支。但是,由市場表現(xiàn)來看,隨著16/32位MCU成本的進一步降低,16/32位MCU也已進入許多傳統(tǒng)上由8位MCU獨占的大規(guī)模應用領域,如消費類產品、白色家電等。
然而這并不意味著8位MCU會逐漸退出市場。隨著技術的不斷創(chuàng)新, 8位MCU的新品在低功耗、額外性能以及更小尺寸等方面不斷突破, 幫助其不斷開拓新的應用, 更多的新興領域呼之欲出,比如智能消費類產品、健康醫(yī)療保健產品、安全監(jiān)護系統(tǒng)、能源控制系統(tǒng)以及汽車電子應用等,由此帶出新的發(fā)展空間??梢灶A見MCU得以廣泛的使用使智能化的產品無所不在。NXP公司正是基于這樣的產品理念去完成它的新產品開發(fā)。
從8位MCU的價格趨勢上看,它對成本的要求也更加嚴格。隨著應用市場的細分、對價格的承受力不同、以及高性能產品的出現(xiàn),8位MCU的價格將會穩(wěn)定在一定范圍內。
在新興應用的驅動下,8位MCU需具備一些新的要求,包括:
·高精度。提高內部時鐘、ADC等模擬部件的精度,使之能夠滿足更精確的控制需求。
·超低功耗。很多應用,比如監(jiān)控系統(tǒng)等等,往往需要芯片耗電量極低,特別是在低功耗(Power Down)模式下,芯片功耗可以是幾個μA甚至低于1μA。通過對片內模擬系統(tǒng)的設計進行優(yōu)化,以及對電源管理和時鐘分配進行調整,可以達到超低功耗設計。
·更快的運行速度。除了提高時鐘頻率之外,更多地是采用新的芯片體系結構,使芯片完成一條指令的時間需要的時鐘周期更少,比如1~2個時鐘周期(傳統(tǒng)8位單片機是單指令12個時鐘周期),以提高芯片的MIPS值。
另外,大容量閃存、JTAG口直接編程、更豐富的接口電路、超寬電源電壓等也是8位MCU的新特征。
8位單片機因其極低的價格、微功耗以及更小的封裝,可以為幾乎任何應用增加智能化。隨著應用面的擴展,對接口電路的要求也不斷提高,通過增加USBOT機、LCD驅動及記憶卡接口電路,以達到消費類電子產品的要求。CAN的接口使得工業(yè)應用及汽車電子應用得以實現(xiàn)。
對于工程師和采購經理來說,在選擇8位單片機時,應注重對下列參數的考慮:運算速度、功耗及電源管理模式、內存容量、封裝形式、適用的接口、工作電壓。這里要著重闡明的是,芯片的時鐘頻率并不代表其運算速度,它的MIPS值才是真正代表運行速度的參數。此外電源的掉電模式也影響其整體功能。
例如,NXP公司最新推出的LPC95X系列產品,具有8~16KB閃存,在外部時鐘頻率下可以達到1MIPS的運行速度,充分考慮了速度和功耗的均衡。芯片提供了JTAG編程接口,使芯片開發(fā)變得簡單易行,10位8通道ADC能夠提供更高的精度,可以滿足更多應用的需要。
從發(fā)展趨勢來看,8位MCU所面臨的挑戰(zhàn)和沖擊,主要來自于具有更強運算能力和豐富功能的32位機。隨著32位MCU低成本、低功耗的近一步改善,必將取代部分8位MCU的市場。在傳統(tǒng)的8位單片機的應用領域,如白色家電、消費類電子產品等亦有32位單片機滲入。因此8位單片機正向SOC內核和智能機械方向發(fā)展,從而拓展出新的發(fā)展空間,并在提高性能和功能的同時,保持對32位機的價格優(yōu)勢。
孫昌旭編輯整理
金宇杰,NXP半導體多重市場半導體部門中國區(qū)高級產品市場經理