Cortex-M3 MCU如何走出差異化的8位單片機替代之路

　　前陣子，MCU市場“噩耗”頻頻傳出。由于微控制器產(chǎn)品利潤的不斷下滑，先是富士通半導(dǎo)體宣布出售其MCU業(yè)務(wù)，緊接著三星半導(dǎo)體也不得不斷臂淡出MCU市場。不過，在眼下陰云密布的MCU市場上也并非只有壞消息，日前，Silicon Labs就宣布簽署了收購Energy Micro AS的最終協(xié)議。

　　代理Silicon Labs MCU產(chǎn)品線的知名分銷商世強負責(zé)微控制器業(yè)務(wù)的張園根先生也表示：“富士通半導(dǎo)體和三星半導(dǎo)體退出的主因應(yīng)該是MCU利潤下滑太厲害，技術(shù)優(yōu)勢不足以彌補。目前除了國際老牌MCU廠商，臺灣和中國大陸新晉廠商也不斷涌入，更是進一步拉低了價格。”

　　市場競爭慘烈，不進則退!尤其是在使用同一內(nèi)核的市場上，如何實行產(chǎn)品開發(fā)的差異化、本地化以及如何提升產(chǎn)品的性價比等，正成為半導(dǎo)體廠商必須面對的挑戰(zhàn)。

　　例如，對于電池供電的手持設(shè)備類應(yīng)用8位MCU替代方案, 基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的32位產(chǎn)品恐怕是最合適的選擇，性價比足夠高、功耗更低、靈活性大。但就連富士通的FM3系列都玩不轉(zhuǎn)要出售、TI幾乎也要放棄這塊市場轉(zhuǎn)向主攻Cortex-M0、M4，剩下的玩家又將如何實現(xiàn)差異化競爭，殺出一條生路呢?

　　張園根先生以Silicon Labs公司已獲成功的Precision32混合信號MCU全系列產(chǎn)品(包括適用于USB應(yīng)用的SiM3Uxxx系列、適用于非USB應(yīng)用的SiM3Cxxx系列、適用于超低功耗應(yīng)用的SiM3Lxxx系列)為例，分析了Cortex-M3 MCU在工控儀表、智能家居、便攜醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)無線終端、電腦外設(shè)等市場如何開辟差異化的8位替代之路。

　　32位單片機是8位廠商向上開拓應(yīng)用市場的必由之路，最重要的是如何做好集成。看起來似乎張三李四都會集成ARM內(nèi)核，但是最終的效果是有差別的。張園根指出：“Precision32 系列產(chǎn)品采用Silicon Labs的專利技術(shù)Crossbar架構(gòu)，確保了最大的靈活性，加之SiM3Lxxx系列的令人贊嘆的超低功耗特性、使得Silicon Labs的Precision32 32位MCU系列在眾多ARM Cortex-M3 MCU中脫穎而出。”

　　專利的Crossbar架構(gòu)確保最大靈活性

　　Crossbar是Silicon Labs的專利技術(shù)。如下圖1所示，Precision32系列包括兩個Crossbar，可以連接任意I/O功能到不同引腳。這樣做的益處是顯而易見的，它能夠優(yōu)化布局，沒有引腳沖突，可定制外設(shè)功能集(有益于選擇低引腳數(shù)量MCU)。

　　設(shè)計人員可以配置芯片引腳以簡化電路板設(shè)計，例如配置輸出引腳靠近他們所要連接的芯片。在某些情況下，這種方法甚至可以允許使用更少布線層PCB，從而節(jié)省成本。此外，引腳再配置還可輕松應(yīng)對最終電路板變動難題。

　　當(dāng)選擇哪些功能連接到引腳，哪些懸空時，這種方法能提供更大的靈活性。特別是在使用帶有少量I/O引腳的小型封裝時，靈活性顯得尤為重要。其他大多數(shù)MCU也提供一些配置，但是可能在每個引腳上僅支持一種或兩種功能，限制了選項數(shù)量，導(dǎo)致潛在的引腳沖突。

　　使用者不用擔(dān)心如此多的配置可能帶來的混亂，應(yīng)用程序構(gòu)建器(AppBuilder)工具提供圖形界面，允許設(shè)計人員使用拖拽功能配置引腳。一旦配置完成，工具能夠產(chǎn)生加載配置到MCU的引導(dǎo)代碼。該工具可以與商業(yè)IDE協(xié)同工作，包括Keil和IAR以及流行的Eclipse，Silicon Labs已經(jīng)加以調(diào)整Eclipse以支持Precision32產(chǎn)品。