MCU開(kāi)發(fā)成本從硬件轉移到軟件

嵌入式系統中的MCU(微控制器)正在經(jīng)歷著(zhù)從8/16位到32位的轉移，雖然在量產(chǎn)上8/16位還是主流，但是新的設計采用32位占多數，32位MCU越來(lái)越多地采用ARM CortexM內核，具備更大的內置存儲空間，集成了更多的外設和豐富的互聯(lián)功能。MCU無(wú)論是開(kāi)發(fā)成本，還是開(kāi)發(fā)難度都在從硬件轉移到軟件，如何降低軟件開(kāi)發(fā)的成本、如何克服軟件開(kāi)發(fā)中的問(wèn)題變得非常重要。

IDE是主流 原廠(chǎng)工具有空間

傳統的IDE工具仍然會(huì )在MCU開(kāi)發(fā)中廣泛使用，比如IAR公司Eembeded Workbench，支持各家MCU芯片公司從8/16位到ARM MCU、KEIL公司8051和ARM MDK，這些工具強調的是全面的MCU支持和易用性，也就是說(shuō)它們不受到廠(chǎng)家和品種的限制(無(wú)論是8位還是32位)。目前，他們還是市場(chǎng)主流，受到有實(shí)力的大型設備制造商和MCU芯片公司的青睞。

為更廣泛和多層次滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)者的需求、壓縮研發(fā)的成本、追求新品的采用和上市時(shí)間，MCU芯片公司自己的開(kāi)發(fā)工具將占有更大的市場(chǎng)份額，比如飛思卡爾CodeWarrior、Atmel Studio 6和Microchip公司MPLAB。換言之，用戶(hù)使用這些工具基本感覺(jué)不到他們是在使用8位MCU還是32位MCU。Microchip就是比較有特色的一家企業(yè)，因為他們的32位MCU使用的是MIPS架構，而不是大家很熟悉的ARM架構，工具的易用性和8位到32位升級的兼容性就更重要了。

開(kāi)發(fā)工具呈三大趨勢

基于開(kāi)源軟件的開(kāi)發(fā)工具會(huì )在MCU開(kāi)發(fā)中逐漸流行，比如Menror嵌入式部門(mén)的Sourcey G++和瑞典Atollic的TrueStudio。前者主要針對32位高端MCU和MPU(嵌入式處理器，比如PPC和OMAP)，當然也支持ARM CortexM3/M4，后者還支持AVR架構的代碼優(yōu)化，因為MCU的主頻和片內的FLASH/RAM容量還是有限的。中國的CooCox工具也支持開(kāi)源編譯工具。

軟件質(zhì)量和安全需求日益提高，MCU軟件設計和測試工作也越來(lái)越多，基于UML設計、靜態(tài)代碼分析和動(dòng)態(tài)覆蓋測試等，把MCU開(kāi)發(fā)和設計測試工具集成起來(lái)，也是一種趨勢。比如IAR的VisualState和Atolic，前者是一個(gè)基于狀態(tài)機和UML的設計工具，支持嵌入式MCU代碼生成和執行;后者是集成部分測試功能的MCU開(kāi)發(fā)工具，許多MCU開(kāi)發(fā)工具也通過(guò)支持MISRA C規范檢查，達到一定汽車(chē)電子工業(yè)軟件安全標準要求，比如EWARM。

32位MCU實(shí)時(shí)處理、互聯(lián)、存儲和圖像功能的提升都離不開(kāi)RTOS、TCP/IP、USB、CAN和GUI等組件。MCU芯片公司抑或自己提供豐富功能的軟件庫和組件或者提供支持第三方開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。此外，MCU工具公司也集成了RTOS模塊。嵌入式MCU開(kāi)發(fā)工具正在越來(lái)越緊密地和RTOS組件庫結合，并支持RTOS aware(識別)和調試，這些現在已經(jīng)成為標配。RTOS和組件對于以ARM Cortex M3為代表的主流MCU優(yōu)化，可以大大提高RTOS的效率，極大地提高了調度算法的效率。

國產(chǎn)MCU工具仍有機會(huì )

MCU開(kāi)發(fā)工具與其他電子設計工具一樣，是歐美的天下，國內產(chǎn)品只有CooCox得到了NXP和臺灣新唐的支持，他們有一定的海外用戶(hù)。廣州致遠公司(周立功創(chuàng )辦)的TKstudio支持廣泛的MCU系列芯片和工具鏈，但是沒(méi)有得到市場(chǎng)回報，最近宣布關(guān)閉這個(gè)項目。這與我們國產(chǎn)芯片設計在通用MCU領(lǐng)域基本沒(méi)有作為也不無(wú)關(guān)系，中國本土MCU工具公司很難參與到海外MCU芯片公司建立的影響全球的生態(tài)環(huán)境中。

隨著(zhù)中國MCU市場(chǎng)在全球產(chǎn)業(yè)地位的提升，國外MCU公司紛紛在華設立MCU研發(fā)中心。ST和ATMEL公司MCU中國研發(fā)中心都有開(kāi)發(fā)工具相關(guān)的小組。此外，中國正版意識也在提高，本土和臺灣MCU芯片設計逐漸崛起，國產(chǎn)MCU軟件開(kāi)發(fā)工具和軟件仍有發(fā)展機會(huì )。