從IC到嵌入式系統

　　1.首先處理能力不斷提高。Atmel 的AVR 微控制器市場(chǎng)經(jīng)理 Espen Krangnes指出，32位MCU發(fā)展的主要趨勢是提高處理能力，獲得更高的系統性能。在系統中，許多開(kāi)發(fā)工作正在從實(shí)際的處理功能轉向外設開(kāi)發(fā)。在大多數應用中，具有更嚴格實(shí)時(shí)要求的高級處理算法正在普及。

　　2.工業(yè)與家庭應用還需要滿(mǎn)足防水、防塵、防潮和耐受極端溫度條件的嚴酷環(huán)境設計。

　　3.軟件更加靈活易用?，F在軟件是客戶(hù)開(kāi)發(fā)方面最重要的投資，因此，能夠為客戶(hù)提供功能強大、經(jīng)過(guò)運行時(shí)間測試和實(shí)用的有效軟件就變得至關(guān)重要。飛思卡爾稱(chēng)其方向是繼續朝著(zhù)不斷緊密硬件間的連接和集成的方向發(fā)展。緊密耦合的軟件可以提高可靠性和穩定性，同時(shí)，還能夠明顯縮短設計方案推向市場(chǎng)的時(shí)間。例如傳感器與MCU的集成正在推動(dòng)工業(yè)市場(chǎng)上涌現出大量的創(chuàng )新。無(wú)論這種創(chuàng )新是一個(gè)嵌入到過(guò)程數據實(shí)時(shí)控制應用中的溫度或壓力傳感器，還是用于圍繞MCU增加智能場(chǎng)景分析。在采集到傳感器的數據之后，重要的是，基于傳感器的正確計算和控制要能夠立即對所采集到的傳感器數據做出反應，并且在有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的遠程檢測或控制傳感器方面發(fā)揮作用。

　　瑞薩電子自2010年4月合并后，也正在開(kāi)發(fā)統一各主要處理器系列的軟件平臺，并與第三方軟件開(kāi)發(fā)商進(jìn)行合作，以簡(jiǎn)化軟件應用。

　　4.超低功耗。Silicon Labs認為，有些客戶(hù)認為低功率的意義是綠色能源，因此降低功耗即可。但隨著(zhù)人們對超低功率性能和功率優(yōu)化設計的關(guān)注程度的不斷提高，對低功耗的理解更加細化，要求能夠同時(shí)對動(dòng)態(tài)功耗和靜態(tài)功耗上進(jìn)行優(yōu)化，并對功耗進(jìn)行了更多的分類(lèi)和優(yōu)化。Silicon Labs認為，對于那些關(guān)注以電池為后備電源的各種應用(如安全系統或智能測試儀)的客戶(hù)而言，睡眠和深度模式尤為重要，可使電池使用壽命超過(guò)20年的MCU應運而生。在工業(yè)數據記錄器等其他應用中，低功耗則被定義為一種能否使設備在從備用狀態(tài)過(guò)渡到操作狀態(tài)的過(guò)程中所花費時(shí)間最少的能力。在這些過(guò)渡狀態(tài)中，MCU無(wú)法實(shí)現任何有效的處理，因此會(huì )消耗過(guò)渡過(guò)程中所產(chǎn)生的功率。有些應用則要求在所有上述各種情況都要實(shí)現低功率操作。恩智浦(NXP)半導體大中華區多重市場(chǎng)產(chǎn)品部市場(chǎng)總監金宇杰稱(chēng)，即使公司采用了低功耗的ARM核，在設計MCU時(shí)，也需要在整個(gè)架構、工藝、電源管理方面增強，才能把功耗最終降低。

　　電機領(lǐng)域是低功耗的一大主戰場(chǎng)。傳統電機轉向發(fā)展無(wú)刷直流(BLDC)電機就是一個(gè)實(shí)例，但這種電機成本相對較高，因此，客戶(hù)希望能夠在系統設計的其他方面降低成本。因此需要創(chuàng )新的處理電機控制MCU的方法來(lái)支持該項工作。例如英飛凌提供電機控制應用套件屬于自適應套件，其中包括多個(gè)功率級和連接BLDC電機的即插即用型MCU。此外，某些套件中還包括有自動(dòng)代碼生成。在減少設計時(shí)間及向潛在的用戶(hù)證明某一特定設備適用工作需要方面，自動(dòng)代碼生成正變得越來(lái)越為重要。對于類(lèi)似電機控制等特定的應用而言，這些套件還能夠幫助設計人員完成從修改自動(dòng)生成的代碼到使其適應于其特定的電機需要等一系列工作，以滿(mǎn)足電機的驅動(dòng)性能規范要求。

　　5.混合信號集成。實(shí)現混合信號集成是不同工業(yè)/家居領(lǐng)域中的一個(gè)主旋律。MCU公司重點(diǎn)關(guān)注通過(guò)模擬外設集成的方式獲取價(jià)值，如：超低工作模式及睡眠模式功耗、高性能無(wú)線(xiàn)連接性、極為穩固的電容接觸式傳感技術(shù)，以及高分辨率模數轉換器(ADC)。在此領(lǐng)域，Microchip、Freescale、Silicon Labs和Cypress等公司都已大力開(kāi)展。瑞薩電子今年10月在美國宣布將在MCU中加入模擬功能[5]，TI等公司也在考慮在MCU中增加模擬功能。但是瑞薩電子大中國區MCU產(chǎn)品中心總監邱榮豐稱(chēng)，數?；旌系碾y點(diǎn)在于數?；旌系闹瞥滩惶菀滋岣?，因為模擬的制程不太高，而瑞薩的32位MCU主流制程已達90nm。在中國市場(chǎng)，由于一些模擬IC已很便宜，“MCU+模擬IC”目前在中國還是很有市場(chǎng)。

　　Silicon Labs和TI均認為，下一步，MCU將需要繼續脫離其數字核心基礎，將其本身進(jìn)一步擴展，解決系統層面上不斷出現的難以解決的模擬和混合信號問(wèn)題。例如，人們對如何將能量采集技術(shù)納入到工業(yè)設計問(wèn)題的關(guān)注度不斷提高，使這些應用能夠配置在無(wú)法或不希望通過(guò)電線(xiàn)供電的地方。為了能夠利用現有或處于開(kāi)發(fā)之中的各種能量采集技術(shù)，MCU將需要確定如何才能最恰當地與間歇性的、可能不可靠的電源接合。這只能通過(guò)使用創(chuàng )新性的模擬和混合信號技術(shù)來(lái)得以實(shí)現。這種技術(shù)在擴展性上大大超出了單片機處理器核。在未來(lái)的幾年中，MCU設計將繼續向著(zhù)實(shí)現更高層面上的混合信號集成的方向上發(fā)展，實(shí)現能量采集和其它各種超低功耗應用。

　　6.嵌入式安全也十分重要。飛思卡爾認為，對單片機上的安全性要求越來(lái)越高，包括工廠(chǎng)自動(dòng)化、醫藥及電力計量市場(chǎng)在內的各種工業(yè)應用，拉動(dòng)出現了更多的功能安全和系統/IP安全性方面的標準。單片機(MCU)供應商需要從系統的角度來(lái)理解這些需要，并提供能夠滿(mǎn)足這些需求的解決方案，這將成為一個(gè)重點(diǎn)的投資領(lǐng)域并變化向前發(fā)展。瑞薩電子的邱榮豐說(shuō)，安全系列MCU在中國越來(lái)越大，可用于智能電網(wǎng)通信;其次是銀行卡。另外，安全策略不僅實(shí)現一個(gè)產(chǎn)品，應該是整個(gè)系統。整個(gè)系統實(shí)現并不容易，但中國市場(chǎng)的發(fā)展過(guò)程還沒(méi)有到。

　　除此之外，MCU還有很多顯著(zhù)的發(fā)展特征，例如外設和存儲器容量越來(lái)越大，閃存成為MCU一大特色，更低的價(jià)格實(shí)現更多的集成，并具有更小的封裝選項，人機界面(HIM)正在從按鍵開(kāi)關(guān)轉向觸摸式，增強單片機的連通性等。