微控制器開發的當前發展趨勢

嵌入式世界通常形成一系列重要產品公告的背景，今年是嵌入式世界大會10周年紀念日。展覽，也不例外。在德國紐倫堡展覽中心舉辦了三天，吸引了900多家參展商和超過20，000名專業觀眾。在本文中，我們將介紹微控制器領域中最重要的公告。

雖然每年都會帶來微控制器（MCU）設計和支持方面的創新，但這些創新通常都是由深遠的趨勢驅動的。不久之前，這些趨勢可以通過“更小，更快，更便宜”來概括，但今天它們最好描述（雖然不那么簡潔），因為對低功耗的需求，軟件開發日益復雜，以及更高的集成度。智能外設。每一款新的和創新的MCU，以及今年在Embedded World上宣布的許多演進發展，都有這些趨勢的基礎。

具體而言，電池供電應用現在是MCU制造商的重要推動因素，這意味著待機和主動模式下的超低功耗至關重要。這一趨勢塑造了新公司的發展，例如Energy Micro，以及那些更成熟的公司，包括德州儀器和意法半導體。客戶對更好的軟件開發支持的需求也體現在對新MCU和現有產品線的支持上，例如賽普拉斯半導體的PSoC系列。最后，市場對更大程度整合的渴望使得一些公司 - 硅實驗室和英飛凌僅舉兩例 - 讓已經擁擠的ARM Cortex-M競技場進入‘遲到’。在這里，我們展示了所有這些趨勢和發展的綜述，正如今年嵌入式世界大會上宣布的那樣。

ARM支持者

雖然看起來無所不能，但ARM對微控制器市場的滲透率仍然僅占可用市場總量的15％左右;這個數字反映了每年出貨的數百萬臺設備，這些設備有利于16位或更可能的8位架構。話雖如此，ARM自己的數據顯示，現在每個月都有超過1億個ARM內核出貨。如果該數字包括未被歸類為MCU的標準部件，則將接近2億。

在未來幾年內，目標市場份額為40％，ARM的上市途徑仍然是其授權商，因此今年嵌入式世界的許多重要公告都是由Cortex-M系列推出的，這并不奇怪。

也許最重要的（盡管可能最不令人驚訝）是Silicon Labs憑借其Precision32系列混合信號MCU進入32位市場。該MCU嵌入了ARM Cortex-M3內核，被譽為最靈活的32位MCU。造成這種情況的部分原因在于獲得專利的“橫桿”技術，幾乎可以將任何外圍設備連接到任何引腳。增加這種靈活性的是一種開發環境，它采用支持自動代碼生成的GUI前端，允許工程師“拖動”。將外圍設備放入設計并以可視方式配置它們，然后自動生成源代碼。

然而，Precision32系列與其他基于Cortex-M3的MCU的區別在于其混合信號功能。 Silicon Labs利用其在混合信號方面的專業知識來集成一些有用的功能，這些功能還可以顯著降低任何應用的總BoM成本。這些包括一個電壓調節器，允許MCU直接從USB端口供電;上拉電阻和USB端接電路;無晶體振蕩器，可用于USB端口以及為處理器內核提供時鐘;和電容式觸摸電路。在圖1中，我們看到Precision32系列中實現的交叉開關技術如何在不影響性能的情況下實現幾乎任何引腳輸出，所有這些都可以通過GUI實現。

圖1：Silicon Labs新推出的Precision32系列專利Crossbar技術幾乎可以讓任何外設使用任何引腳。

除高性能模擬外，Precision32系列還擁有比競爭對手Cortex-M3產品更多的低功耗模式，表明它可以比同類競爭器件降低5到100倍的睡眠電流。這些電平在實時時鐘（RTC）運行時僅為0.35μA，而在高達80 MHz時鐘頻率下僅消耗275μA/MHz有功電流。圖2以圖形方式顯示了低功耗模式如何幫助延長電池供電應用的使用壽命。

圖2：Precision32系列的低功耗模式針對電池供電應用。

Precision32系列最初將有兩種變體：用于USB應用的SiM3U和用于非USB應用的SiM3C。基于Eclipse的開發環境包括一個編譯器，調試器和“儀表板”，用于訪問最新文檔，如數據表。它還支持標準ARM庫，CMSIS以及一系列第三方編譯器和調試器。

SiLabs IDE的主要區別之一是“AppBuilder”，它允許工程師以圖形方式配置外設，設置時鐘模式，并在自動生成代碼之前自定義引腳。作為32位市場的新進入，SiLabs已經從更習慣于使用8位MCU架構的工程師的角度解決了為相對更復雜的架構編寫代碼的問題。一個正在發展成為ARM許可證持有者趨勢的主題。賽普拉斯在其PSoC系列中使用Cortex-M3內核，使用Embedded World宣布其IDE的最新擴展，PSoC Creator 2.0現在包括組件包。第一包包括SD卡接口和免版稅的FAT文件系統，圖形LCD驅動器和免版稅圖形庫，4線電阻式觸摸界面和增強型數字濾波器支持。賽普拉斯表示，它打算每六到八周發布一個新的元件包。

Atmel還專注于Cortex-M3內核并減輕了工程師的工作量，為其SAM3系列推出了兩款新型號，這是該系列首次增加了容－源－電－子－網－為你提供技術支持