微控制器開(kāi)發(fā)的當前發(fā)展趨勢

嵌入式世界通常形成一系列重要產(chǎn)品公告的背景，今年是嵌入式世界大會(huì )10周年紀念日。展覽，也不例外。在德國紐倫堡展覽中心舉辦了三天，吸引了900多家參展商和超過(guò)20，000名專(zhuān)業(yè)觀(guān)眾。在本文中，我們將介紹微控制器領(lǐng)域中最重要的公告。

雖然每年都會(huì )帶來(lái)微控制器（MCU）設計和支持方面的創(chuàng )新，但這些創(chuàng )新通常都是由深遠的趨勢驅動(dòng)的。不久之前，這些趨勢可以通過(guò)“更小，更快，更便宜”來(lái)概括，但今天它們最好描述（雖然不那么簡(jiǎn)潔），因為對低功耗的需求，軟件開(kāi)發(fā)日益復雜，以及更高的集成度。智能外設。每一款新的和創(chuàng )新的MCU，以及今年在Embedded World上宣布的許多演進(jìn)發(fā)展，都有這些趨勢的基礎。

具體而言，電池供電應用現在是MCU制造商的重要推動(dòng)因素，這意味著(zhù)待機和主動(dòng)模式下的超低功耗至關(guān)重要。這一趨勢塑造了新公司的發(fā)展，例如Energy Micro，以及那些更成熟的公司，包括德州儀器和意法半導體�？蛻�(hù)對更好的軟件開(kāi)發(fā)支持的需求也體現在對新MCU和現有產(chǎn)品線(xiàn)的支持上，例如賽普拉斯半導體的PSoC系列。最后，市場(chǎng)對更大程度整合的渴望使得一些公司 - 硅實(shí)驗室和英飛凌僅舉兩例 - 讓已經(jīng)擁擠的ARM Cortex-M競技場(chǎng)進(jìn)入‘遲到’。在這里，我們展示了所有這些趨勢和發(fā)展的綜述，正如今年嵌入式世界大會(huì )上宣布的那樣。

ARM支持者

雖然看起來(lái)無(wú)所不能，但ARM對微控制器市場(chǎng)的滲透率仍然僅占可用市場(chǎng)總量的15％左右;這個(gè)數字反映了每年出貨的數百萬(wàn)臺設備，這些設備有利于16位或更可能的8位架構。話(huà)雖如此，ARM自己的數據顯示，現在每個(gè)月都有超過(guò)1億個(gè)ARM內核出貨。如果該數字包括未被歸類(lèi)為MCU的標準部件，則將接近2億。

在未來(lái)幾年內，目標市場(chǎng)份額為40％，ARM的上市途徑仍然是其授權商，因此今年嵌入式世界的許多重要公告都是由Cortex-M系列推出的，這并不奇怪。

也許最重要的（盡管可能最不令人驚訝）是Silicon Labs憑借其Precision32系列混合信號MCU進(jìn)入32位市場(chǎng)。該MCU嵌入了ARM Cortex-M3內核，被譽(yù)為最靈活的32位MCU。造成這種情況的部分原因在于獲得專(zhuān)利的“橫桿”技術(shù)，幾乎可以將任何外圍設備連接到任何引腳。增加這種靈活性的是一種開(kāi)發(fā)環(huán)境，它采用支持自動(dòng)代碼生成的GUI前端，允許工程師“拖動(dòng)”。將外圍設備放入設計并以可視方式配置它們，然后自動(dòng)生成源代碼。

然而，Precision32系列與其他基于Cortex-M3的MCU的區別在于其混合信號功能。 Silicon Labs利用其在混合信號方面的專(zhuān)業(yè)知識來(lái)集成一些有用的功能，這些功能還可以顯著(zhù)降低任何應用的總BoM成本。這些包括一個(gè)電壓調節器，允許MCU直接從USB端口供電;上拉電阻和USB端接電路;無(wú)晶體振蕩器，可用于USB端口以及為處理器內核提供時(shí)鐘;和電容式觸摸電路。在圖1中，我們看到Precision32系列中實(shí)現的交叉開(kāi)關(guān)技術(shù)如何在不影響性能的情況下實(shí)現幾乎任何引腳輸出，所有這些都可以通過(guò)GUI實(shí)現。

圖1：Silicon Labs新推出的Precision32系列專(zhuān)利Crossbar技術(shù)幾乎可以讓任何外設使用任何引腳。

除高性能模擬外，Precision32系列還擁有比競爭對手Cortex-M3產(chǎn)品更多的低功耗模式，表明它可以比同類(lèi)競爭器件降低5到100倍的睡眠電流。這些電平在實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）運行時(shí)僅為0.35μA，而在高達80 MHz時(shí)鐘頻率下僅消耗275μA/MHz有功電流。圖2以圖形方式顯示了低功耗模式如何幫助延長(cháng)電池供電應用的使用壽命。

圖2：Precision32系列的低功耗模式針對電池供電應用。

Precision32系列最初將有兩種變體：用于USB應用的SiM3U和用于非USB應用的SiM3C�；�于Eclipse的開(kāi)發(fā)環(huán)境包括一個(gè)編譯器，調試器和“儀表板”，用于訪(fǎng)問(wèn)最新文檔，如數據表。它還支持標準ARM庫，CMSIS以及一系列第三方編譯器和調試器。

SiLabs IDE的主要區別之一是“AppBuilder”，它允許工程師以圖形方式配置外設，設置時(shí)鐘模式，并在自動(dòng)生成代碼之前自定義引腳。作為32位市場(chǎng)的新進(jìn)入，SiLabs已經(jīng)從更習慣于使用8位MCU架構的工程師的角度解決了為相對更復雜的架構編寫(xiě)代碼的問(wèn)題。一個(gè)正在發(fā)展成為ARM許可證持有者趨勢的主題。賽普拉斯在其PSoC系列中使用Cortex-M3內核，使用Embedded World宣布其IDE的最新擴展，PSoC Creator 2.0現在包括組件包。第一包包括SD卡接口和免版稅的FAT文件系統，圖形LCD驅動(dòng)器和免版稅圖形庫，4線(xiàn)電阻式觸摸界面和增強型數字濾波器支持。賽普拉斯表示，它打算每六到八周發(fā)布一個(gè)新的元件包。

Atmel還專(zhuān)注于Cortex-M3內核并減輕了工程師的工作量，為其SAM3系列推出了兩款新型號，這是該系列首次增加了容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持