MCU：開放核心與專有核心誰將勝出

     幾年前，MCU業(yè)界一直存在8位與16位，16位與32位產(chǎn)品之間的“位數(shù)”之爭(zhēng)。近幾年，隨著各知名半導(dǎo)體大廠紛紛推出以ARM為核心的32位MCU，一場(chǎng)基于ARM開放核心和基于一些企業(yè)專有核心的MCU之爭(zhēng)也拉開序幕。伴隨ARM公司推出針對(duì)MCU的新內(nèi)核Cortex-M3以及ST等公司推出基于該內(nèi)核的新MCU產(chǎn)品，開放與專有之爭(zhēng)加劇。那么，誰將最終勝出？ 

　　開放之美與專有之強(qiáng) 

       其實(shí)，在MCU業(yè)開放與專有核心之爭(zhēng)早就存在。在8位市場(chǎng)，曾經(jīng)最受工程師喜愛的開放核心產(chǎn)品8051系列就受到了Microchip公司PIC專有核心的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，并最終不敵對(duì)手。對(duì)此，專業(yè)從事半導(dǎo)體分銷的上海佰力電子有限公司技術(shù)總監(jiān)駱健敏先生分析說，Microchip專有核心產(chǎn)品的勝出是因?yàn)樗诋?dāng)時(shí)有兩大特色使人耳目一新：一是低功耗，低電壓。相對(duì)與8051產(chǎn)品，Microchip當(dāng)時(shí)采用了新工藝，極大降低了產(chǎn)品的功耗，可以適合電池應(yīng)用的系統(tǒng)，工作電壓也由8051的5V  
降低到3V。二是它當(dāng)時(shí)集成了A/D、D/A等接口，首次提供了豐富的外圍接口。這兩大特色使Microchip在當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)上一枝獨(dú)秀，一下子冒了出來。雖然8051產(chǎn)品后來也在功耗和外圍上改進(jìn)很多，但根據(jù)Dataquest市場(chǎng)調(diào)研公司的統(tǒng)計(jì)，2006年，Microchip的8位MCU仍然位居市場(chǎng)占有率第一的位置。 

       而在今天的32位市場(chǎng)上，也同樣正在上演一場(chǎng)開放與專有核心之爭(zhēng)。隨著ST、NXP、Atmel、三星等半導(dǎo)體大廠紛紛推出基于ARM7或ARM9核心的MCU，ARM核心成為32位市場(chǎng)上最受歡迎的開放核心。與此同時(shí)，Microchip、Infenion、Renesas等企業(yè)則延續(xù)著各自專有核心的技術(shù)路線，來豐富自己16位或32位產(chǎn)品系列。而一些企業(yè)，如Atmel、Freescale則采取兩條腿走路的策略，一方面推廣基于ARM核心的產(chǎn)品，一方面投資開發(fā)各自專有核心MCU。 

       開放核心陣營(yíng)的人士認(rèn)為，開放核心有其美麗之處：工程師都喜歡開放的產(chǎn)品，而且這些產(chǎn)品有更豐富的軟件資源和開發(fā)工具，多家企業(yè)的共同推廣也有利于該市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，這些優(yōu)勢(shì)使其更適合通用電子應(yīng)用；而專有核心陣營(yíng)的人士則強(qiáng)調(diào)，專有核心有其專長(zhǎng)，在某些性能，如高性能運(yùn)算、低功耗方面更具優(yōu)勢(shì)，而且工程師也會(huì)對(duì)某些品牌有延續(xù)使用的習(xí)慣，這使它們更適合一些行業(yè)應(yīng)用。于是，MCU在32位和16位市場(chǎng)上繼續(xù)上演“開放之美”與“專有之強(qiáng)”之間的爭(zhēng)奪。 

　　Cortex核心加劇開放與專有之爭(zhēng) 

       其實(shí)，針對(duì)中低端應(yīng)用的ARM7開放核心一直有一個(gè)弱點(diǎn)，那就是它畢竟是20年前的產(chǎn)品，在性能、功耗等方面均代表著20年前人們對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的看法，所以，它已經(jīng)不能滿足今天用戶對(duì)更高性能和更低功耗的要求。ARM對(duì)此也非常清楚，為此，他們于近幾年推出了新一代核心Cortex-M3，主要針對(duì)性能、功耗和代碼密度進(jìn)行了改善，性能比ARM7快1/3，功耗降低了3/4，與此同時(shí)，通過使用Thumb2指令集，代碼密度得到了優(yōu)化，容量降低了45%。此外，ARM還提供了相對(duì)于以前版本更為低廉的開發(fā)工具。 

    而Cortex-M3在性能和功耗上的提升，也受到了許多正在走開放核心之路半導(dǎo)體企業(yè)的歡迎，他們紛紛推出了新產(chǎn)品。6月11日，ST公司宣布在全球同步推出基于Cortex-M3內(nèi)核的MCU產(chǎn)品——STM32，針對(duì)16位及32位應(yīng)用市場(chǎng)。ST公司微控制器產(chǎn)品部總經(jīng)理Jim Nicholas介紹說，得益于Cortex核心，STM32在性能和功能上比基于ARM7的MCU都有大幅度提升，例如，增強(qiáng)型STM32的時(shí)鐘頻率可達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中最高的。在功耗方面，在時(shí)鐘頻率為72MHz時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼功耗僅為36mA，是32位市場(chǎng)上最低的，與此同時(shí)，它采用2.0V到3.6V電源，在待機(jī)模式下最低功耗2μA，非常適合電池供電的應(yīng)用設(shè)備。此外，它提供豐富的外設(shè)，包括兩個(gè)12位A/D等。ST非?？春眠@一基于新ARM核心MCU的競(jìng)爭(zhēng)力，已經(jīng)把相關(guān)的人力資源轉(zhuǎn)移到STM32上。 

    除了ST外，去年，美國(guó)的Luminary公司最先推出了基于Cortex內(nèi)核的MCU產(chǎn)品，價(jià)格在一美元以下，具有8KB RAM，28管腳，針對(duì)8位MCU市場(chǎng)。 

    此外，TI也推出了基于Cortex-M3的MCU。與此同時(shí)，NXP也正在對(duì)Cortex-M3進(jìn)行綜合評(píng)估，預(yù)計(jì)在明年初完成，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行下一步的具體規(guī)劃。 

    Cortex-M3使開放核心MCU不僅保持著“開放之美”，更為它注入了“專有之強(qiáng)”，它的到來顯然會(huì)加劇MCU市場(chǎng)的爭(zhēng)奪。 

　　誰將勝出 

        ARM公司對(duì)于基于Cortex-M3的MCU新產(chǎn)品非?？春?。ARM公司中國(guó)區(qū)總裁譚軍對(duì)中國(guó)電子報(bào)記者表示，Cortex-M3 MCU會(huì)更好地滿足那些原來使用8位的產(chǎn)品，現(xiàn)在因?yàn)閼?yīng)用不斷升級(jí)而對(duì)高性能、低功耗產(chǎn)生更高要求的用戶，它的到來，不僅會(huì)對(duì)專有核心MCU市場(chǎng)有影響，甚至?xí)绊懙?位市場(chǎng)上的老開放架構(gòu)8051。 

       ST公司也對(duì)Cortex-M3 MCU非常有信心。他們表示，新產(chǎn)品會(huì)給如Microchip等企業(yè)帶來壓力，迫使這些企業(yè)重新考慮他們的發(fā)展策略。而一家ST  
的分銷商說，據(jù)他了解，新產(chǎn)品與相對(duì)應(yīng)的Microchip產(chǎn)品相比，僅10多元，而Microchip要20多元到40元或50元，因此，他認(rèn)為新產(chǎn)品會(huì)很有競(jìng)爭(zhēng)力。 

       而堅(jiān)持專有核心MCU路線的Microchip表示，目前對(duì)此不適合發(fā)表任何言論。他的一家分銷商則表示，他們對(duì)Microchip專有核心MCU有信心。他分析說，由于Microchip前期推廣做得好，經(jīng)過10多年的發(fā)展，工程師對(duì)PIC架構(gòu)已經(jīng)非常熟悉，形成了設(shè)計(jì)習(xí)慣，所以Microchip市場(chǎng)占有率變化一直不大?！皳?jù)我了解，即使后來推出的產(chǎn)品性能好，價(jià)格也便宜，很多工程師也不用，因?yàn)樗麄円呀?jīng)形成了使用的習(xí)慣”。 

       而也基于自己核心開發(fā)MCU的Infenion汽車工業(yè)及多元化電子市場(chǎng)事業(yè)部微控制器高級(jí)總監(jiān)石敬巖先生說，誰會(huì)勝出的關(guān)鍵是要和客戶緊密合作，而不是開放MCU的平臺(tái)。“我們的客戶，特別是那些行業(yè)領(lǐng)先的客戶，希望和我們一起制訂MCU發(fā)展路線圖。這不僅可以讓他們享受高級(jí)MCU產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，還能降低其產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間?！彼f。 

       同時(shí)投資ARM平臺(tái)，又投資開發(fā)自己平臺(tái)的Atmel公司北京研發(fā)中心經(jīng)理葉勇建先生表示，他們一方面針對(duì)ARM的核心開發(fā)了多個(gè)系列產(chǎn)品，另一方面在幾年前基于客戶對(duì)更高性能和更低功耗的需求，自己著手開發(fā)了與Cortex核心很類似的AVR32產(chǎn)品，來彌補(bǔ)ARM的不足。而這種靈活的策略能更及時(shí)地滿足客戶的需求。 

       NXP多重市場(chǎng)半導(dǎo)體部中國(guó)區(qū)高級(jí)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理金宇杰說，這兩種架構(gòu)未來還是會(huì)共存，并有不同的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)。ARM架構(gòu)比較合適于通用型應(yīng)用，而專有架構(gòu)適合有針對(duì)性的應(yīng)用。目前，“針對(duì)應(yīng)用”型MCU成為一種市場(chǎng)趨勢(shì)。 

       而一家同時(shí)代理幾種MCU產(chǎn)品的分銷商說，到底誰會(huì)勝出，那就要看誰的前期推廣力度大，而且目標(biāo)市場(chǎng)定得準(zhǔn)了。