升級8位MCU設計， 選擇合適供應商

從目前的銷(xiāo)售額與出貨量來(lái)看，8位微控制器(MCU)依然是總體MCU市場(chǎng)上最大的一個(gè)分支，而且由于8位MCU新品在低功耗、額外性能以及更小尺寸等方面不斷突破，8位MCU新興應用不斷，正大量取代傳統的機械/模擬方案，使電子產(chǎn)品變得更加智能化。

不過(guò)，8位MCU性能畢竟有限，加上16/32位MCU成本的進(jìn)一步降低，對于一些高端8位MCU用戶(hù)來(lái)說(shuō)，向16/32位MCU升級已經(jīng)是大勢所趨。因此，如何在繼續豐富現有8位產(chǎn)品的同時(shí)，為用戶(hù)提供一條通向16/32位MCU的平滑升級路徑，已經(jīng)成為8位MCU供應商留住老客戶(hù)和爭奪新客戶(hù)的重點(diǎn)。

不久前，老牌8位巨頭飛思卡爾發(fā)布了業(yè)界首個(gè)8位和32位兼容的MCU產(chǎn)品Flexis系列，實(shí)現了8位和32位MCU的引腳、外設和開(kāi)發(fā)工具兼容，打響了8位MCU的升級戰。飛思卡爾一直是8位市場(chǎng)的霸主，但是在最近幾年其王位丟給了Microchip。在Flexis系列新聞布會(huì )上，飛思卡爾MCU部高級市場(chǎng)經(jīng)理黃耀君也幾次提到，Microchip的成功來(lái)自于其8位和16位MCU的兼容性?？磥?lái)，飛思卡爾希望借助8位/32位兼容性收回失地。

對此，Microchip高級單片機和存儲產(chǎn)品部副總裁Ganesh Moorthy評論說(shuō)，飛思卡爾Flexis系列是面向未來(lái)的新產(chǎn)品，過(guò)去的產(chǎn)品都不具備這種兼容性，需要很多年才能夠構建寬深的8位/32位兼容產(chǎn)品線(xiàn)，而Microchip提供這種兼容性和升級路線(xiàn)已有很多年。由于Microchip還沒(méi)有發(fā)布32位MCU產(chǎn)品線(xiàn)，與飛思卡爾、NXP和ST等很多供應商采取從8位直接向32位升級戰略不同的是，Microchip認為從8位升級到16位還是32位是一個(gè)偽命題，關(guān)鍵是以最具性?xún)r(jià)比的方案滿(mǎn)足客戶(hù)需求。Moorthy宣稱(chēng)：“我們最高性能的8位MCU，可輕松抗衡低端16位；我們的16位MCU，能與所有其它16位以及許多32位MCU一爭高下”。

與飛思卡爾的32位MCU仍采用私有內核不同的是，NXP和意法半導體(ST)的32位MCU全部轉向了ARM內核。除了現有的ARM7和ARM9產(chǎn)品線(xiàn)外，不久前，NXP收購了夏普的ARM MCU產(chǎn)品線(xiàn)；而ST則率先推出了基于A(yíng)RM Cortex-M3核的產(chǎn)品線(xiàn)，面向16位和某些高端8位MCU市場(chǎng)。M3據稱(chēng)集低功耗、易用性和低成本于一體，面向16位和32位融合市場(chǎng)。和ARM7內核相比，M3內核具有更高性能、更低的成本和功耗，可以更好地和8位MCU對接。

NXP半導體多重市場(chǎng)半導體部門(mén)中國區高級產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理金宇杰表示，基于低端ARM產(chǎn)品開(kāi)發(fā)就和8位MCU一樣簡(jiǎn)單方便：片上內存，集成的片上外設接口，無(wú)須外擴總線(xiàn)，可以選擇使用精簡(jiǎn)的操作系統或不使用操作系統，低成本的通用開(kāi)發(fā)工具。

金宇杰還指出，8位過(guò)渡到32位，用戶(hù)最關(guān)心性能和兼容性，因此要保持8位與32位相同的周邊接口、寄存器位置和內存空間分配，來(lái)降低用戶(hù)在不同系列產(chǎn)品間轉換所需的工作量。讓32位的接口與8位相同的設計理念是合理的，但對一些復雜接口的兼容，如以太網(wǎng)等，就存在著(zhù)其性能有降低的可能。他表示：“我們注意到飛思卡爾 Flexis目前所提供還僅是一些簡(jiǎn)單的接口， 如ADC、I2C、UART和SPI等。NXP在8位MCU的開(kāi)發(fā)中同樣也已充分考慮與32位接口電路的兼容性，32位中廣泛使用的接口也會(huì )用在8位中?！?/P>

飛思卡爾：引腳、外設和工具兼容，Flexis系列打破“位”的界限

為了打通8位和32位MCU間移植和升級的通路，飛思卡爾最近發(fā)布了業(yè)界首對引腳、外設和開(kāi)發(fā)工具兼容的8位與32位MCU，為設計多種產(chǎn)品或同一產(chǎn)品需要同時(shí)采用8位和32位MCU的客戶(hù)提供了一條簡(jiǎn)單的遷移路徑，減少了客戶(hù)的開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。

飛思卡爾MCU部高級市場(chǎng)經(jīng)理黃耀君介紹說(shuō)，很多情況下客戶(hù)會(huì )設計一系列產(chǎn)品，需要同時(shí)用到8位和32位MCU，例如手持血壓計對功耗和成本要求嚴格采用8位，高級的醫用血壓監測儀則會(huì )用32位；住宅安全控制系統采用8位，而商業(yè)安全控制系統會(huì )用32位。另外，同一個(gè)產(chǎn)品或系統中也可能會(huì )用到多個(gè)MCU，例如工業(yè)網(wǎng)絡(luò )中，主控制器采用32位，每個(gè)探頭采用8位；電梯系統中主控制器會(huì )采用32位，每一層門(mén)的控制可能會(huì )采用8位；一個(gè)POS機中會(huì )同時(shí)用到8位和32位MCU。

黃耀君指出：“由于同時(shí)需要開(kāi)發(fā)8位和32位產(chǎn)品，目前客戶(hù)需要兩套不同的工程師、開(kāi)發(fā)工具和軟件，成本和上市時(shí)間壓力非常大，客戶(hù)希望完全兼容8位和32位的開(kāi)發(fā)系統?！?/P>

正是基于這種需求，飛思卡爾推出了8位/32位兼容的Flexis系列。由于引腳、外設和工具兼容，Flexis系列大大簡(jiǎn)化了8位與32位之間的移植，使開(kāi)發(fā)人員只需在同一開(kāi)發(fā)板上更換MCU就可以簡(jiǎn)單快速地實(shí)現移植。由于可以使用相同的集成工具套件，開(kāi)發(fā)人員無(wú)需掌握新的代碼和工具。

QE128是Flexis系列的首對產(chǎn)品——基于S08核的MC9S08QE128(8位)和第一款基于ColdFire V1內核的MCF51QE128(32位)。Flexis QE128的主要性能參數包括：50MHz內核運行頻率、25MHz的總線(xiàn)頻率、最大為8K字節的RAM、最高128KB的閃存和24信道的12位ADC。由于V1是低成本的32位核，和S08核成本相差不大。

黃耀君表示，Flexis V1針對的應用，是性能比現有8位MCU高一些，但價(jià)格比一般32位MCU低一些，另外又需要考慮8位兼容性，例如電梯控制，只需要一個(gè)20-30MIPS的32位MCU，Flexis V1就可以滿(mǎn)足要求，同時(shí)也可以利用8位的兼容性；如果客戶(hù)只需要32位的功能，根本不考慮8位兼容性，要求100甚至200MIPS以上的性能，可以直接采用飛思卡爾的V3、V4甚至PowerPC。

黃耀君總結說(shuō)：“Flexis的應用場(chǎng)合為，客戶(hù)有一系列高中低檔產(chǎn)品，其中Flexis V1可以滿(mǎn)足‘高檔’產(chǎn)品的要求，中檔可以采用Flexis S08-QE128，低檔產(chǎn)品可以采用未來(lái)陸續推出的S08QE64、QE32、QE16和QE8?！秉S耀君特別指出，在8位和32位的雙重擠壓下，16位MCU生存空間很少，主要限于汽車(chē)電子領(lǐng)域，因此Flexis沒(méi)有兼容16位，而是直接兼容8位和32位。

作為Flexis系列的首對產(chǎn)品，QE128是一對通用的超低功耗產(chǎn)品，應用場(chǎng)合包括醫療儀器與監控、工廠(chǎng)自動(dòng)控制、POS設備、消防與安全系統、HVAC與樓宇控制、計量與消費電子產(chǎn)品等。飛思卡爾還將于2007年底到2008年中推出三對專(zhuān)用產(chǎn)品，包括支持USB2.0、帶LCD控制器和用于工業(yè)的5V產(chǎn)品。

Microchip：從8位升級到16/32位是一個(gè)偽命題

對于競爭對手的遷移策略，Ganesh Moorthy指出：從8位升級到16位，或者從8位升級到32位都是偽命題，真正的問(wèn)題是以具有成本效益的方式解決客戶(hù)的應用問(wèn)題。不管是8位、16位還是32位MCU，關(guān)鍵是哪種MCU能最好地以最有成本效益的價(jià)格點(diǎn)來(lái)滿(mǎn)足其系統需求。

Microchip已在向客戶(hù)提供最高性能的8位MCU，可輕松抗衡低端16位MCU；我們還提供業(yè)內最高性能的16位MCU，可以在性能和成本效益方面與所有其它16位MCU以及許多32位MCU一爭高下。我們尚未宣布32位MCU產(chǎn)品或策略，但是，作為MCU市場(chǎng)中的領(lǐng)導者之一，你可以確信我們不會(huì )忽視這個(gè)市場(chǎng)。

Microchip擁有8位與16位MCU及數字信號控制器之間通用的低成本開(kāi)發(fā)工具，并提供引腳和軟件兼容性，為客戶(hù)提供了最大靈活性，Microchip是唯一做到這一點(diǎn)的MCU供應商。實(shí)際上，客戶(hù)告訴我們，我們在產(chǎn)品架構之間移植方面做得最好，這幫助他們保護和重復利用了RD投資。

據我所知，飛思卡爾推出Flexis是面向未來(lái)的新產(chǎn)品。因此，飛思卡爾過(guò)去多年開(kāi)發(fā)的多數產(chǎn)品，甚至全部產(chǎn)品將不具備這種兼容性，而且將需要許多年才會(huì )擁有符合這些營(yíng)銷(xiāo)信息的深度產(chǎn)品線(xiàn)。實(shí)際上，最近16年Microchip的MCU產(chǎn)品一直在提供這種兼容性和輕松轉換路線(xiàn)?？蛻?hù)最終將確定誰(shuí)向他們提供了有價(jià)值的真正兼容性，就好像在8位MCU領(lǐng)域，據Gartner Dataquest的排名，Microchip是全球最大的8位MCU供應商，比排在第二位的廠(chǎng)商高出22%。