今年的IIC展简直成为MCU厂商大比武的擂台,尤其是其8位MCU产品血拼的大舞台。由于8位MCU的价格越来越低,但集成的功能却越来越多,因此厂商想尽办法一方面要满足用户对集成更多外围的需求,另一方面也要降低成本满足用户对价格的要求。因此,针对各细分领域推出多个品种成为他们竞争的一个法宝。我们看到这边厢Silicon Labs刚宣布推出10款8位MCU,那边厢英飞凌也表示新推出40款8位MCU。记者向Microchip展台的负责人问其取得8位MCU市场领先地位原因,他称:“除了技术支持外,我们的产品品种全,种类多是致胜的关键。”原来如此。
虽然大家都在向多品种,细分市场发展,但为了避免与Microchip和飞思卡尔等8位MCU巨头直接冲突,其它公司均在寻找差异化的定位。比如Silicon Lab更关注于便携式的电子产品应用、英飞凌则表示将从工业马达控制入手拓展市场、NEC则在会场以大幅广告标示他们的8位MCU是“All Flash”省去了掩膜板工序。
正是由于针对的领域不同,他们在MCU中集成的外围、闪存和架构也不一样。
Silicon Labs产品营销经理May Ann Choo表示:“由于我们在混合信号设计领域的核心优势,我们推出的小型MCU具有先进的整合度与功能。”因此,该公司主要的竞争优势表现在8位MCU中集成高分辨率的数据转换器、温度传感器、PWM以及晶体振荡器等丰富的外围,并且由于是针对便携式市场和仪表市场,所以其MCU芯片的尺寸也很小。
比如此次新推出的10款C8051F41X系列,集成了200ksps的12位AD转换器、两组12位DA转换器、温度传感器、可编程电压参考和比较器,并且集成如此多外围的芯片封装后尺寸仅为5x5mm。其可编程的稳压器灵活地提供2-5V的电压供应,且芯片内的稳压器可以提供电源给系统外部元器件,“这使得F41X最适合需要低电压、却仅拥有高电压电源的旧系统或其它电池供电的产品。”Choo解释说。另外,该芯片集成的晶体振荡器的精确度提升到2%,一般情况下不再需要外部石英晶体和谐振电路。“这使得电路板上外面电路非常干净。”她称。
Silicon Labs的最新10款F41X系列8位MCU,集成12位DA,AD转换器。
在核心处理方面,该系列MCU具有50MIPS的处理能力,32kB的闪存以及故障保护复原功能,这点也是其超过许多竞争对手的地方。
因此,在Silicon Labs的展台上,展示的应用以消费电子为主,比如USB TV 接收器、USB FM接收器、医疗产品如胃镜等。针对像前两者那样USB越来越广泛的应用,Silicon Lab在其F34X系列的MCU中直接集成了USB控制器,使得USB接口的产品开发更简单容易。
与Silicon Labs不一样的路线,英飞凌的策略是从工业马达控制领域入手,再扩大到其它市场。因此,他们此次推出的全新40款8位MCU(XC886和XC888)全部集成了CAN控制器,并且能灵活支持CAN到LIN的转换或LIN到CAN的转换,“这是英飞凌的一个优势,目前仅有我们能做到。”英飞凌科技亚太公司汽车、工业及多元化市场事业部微控制器高级总监石敬岩表示,“另外,片上CAN模块减轻了CPU处理大部分网络任务的负担,这些8位MCU特别适合高可靠性要求的马达控制器应用。”他说道。此外,有些品种还增加了专用乘除法单元(MDU),用于进行16位和32位的乘除以及移位运算,“也即我们的8位MCU具备有一些16位产品的功能。”石敬岩表示。
除新增CAN外,XC886/888还集成了10位ADC、智能PWM单元和10MHz的晶振,用户在设计马达驱动器时不需要外围晶振。
但是,他们集成的ADC是10位,不如Silicon Labs公司,且仅集成5.1MIPS的处理能力和32Kbps的闪存。对此,石敬岩表示,应该从以下几个方面来衡量集成的ADC功能、闪存和处理器。
首先对于集成的闪存,一是要看是SigmaDalta架构还是Flash架构:一般来说,前者占位面积小;但速率低;后者占位面积大,但速率高。采用Flash架构的10位A/D相当于采用SigmaDalta架构的14位A/D,英飞凌采用的是Flash架构。第二是要看其TUE性能,第三是要看温度范围,英飞凌可以支持从-40度至125度范围。
还有一个重要评估要素是看ADC与PWM的配合情况,英飞凌的产品能实现很好地配合,从而大大卸载CPU的处理任务,将CPU的主要处理能力用于控制功能。这样,虽然英飞凌的8位MCU虽然只有5.1MIPS的处理能力,但是它专注在控制功能,为其它电路占用的处理能力很小。另外,它用于Flash的处理能力也仅需1.1MIPS,比其它竞争对手的数据要小许多。
“我们一次推出40款MCU,就是要针对不同的细分市场。将MCU产品细分化后,能更好地满足用户要求,将不需要的功能省掉,留下需要的功能,从而节省成本。虽然8位MCU的价格已非常低,但是用户仍会与我们为0.1美元而讲价,因为MCU的量非常大。”石敬岩解释道。
IIC展上,来自英飞凌的众多第三方设计公司展示了其于MCU的应用,包括基于8位MCU的电动自行车、汽车CAN转LIN应用以及基于16位MCU的工业缝纫机、摩托车马达控制、通用电平器以及在线式UPS等。其中,由品佳电子展示的一款无霍尔控制电动自行车吸引了众多参观者。“无霍尔控制电机的寿命远远大于有霍尔电机,后者一年多就会坏,但前者可以终身不坏,这样可使用户免维修,成本下降。”品佳电子应用工程师刘志东表示,他解释说,“不是所有的MCU都能支持无霍尔控制电机,英飞凌的8位MCU能很好地支持该功能。”
另一家MCU玩主NEC此次展会上打出大幅标语“All Flash MCU”,该公司的工程师张远颂解释说:“All Flash的意思是我们的8位MCU不需掩膜板,直接出产品。这样研发周期大大缩短,仅需4-8周。”他进一步解释说:“虽然不用出掩膜板,但价格不会升高,因为我们的All Flash与掩膜板价格差不多。”
NEC的8位MCU集成的闪存达78Kb,但是其占位面积和成本并不会增加。他解释说:“因为我们采用了SST的闪存工艺,其特点是大容量成本不高。而对于像Microchip和Atmel等公司,由于他们的闪存是基于自己的EEPROM开发的,所以小容量时有优势,但容量越大,管脚就越大。我们则在大容量下具有优势。”他表示,NEC的另一个优势是他们采用了0.15um工艺,功耗低。
NEC的MCU目前的主要应用也是针对消费电子、医疗电子和工业控制等,他们正准备进入汽车市场,“我们刚推出系列针对汽车电子的8位MCU,集成了CAN控制器。”他表示。
NEC目前“All Flash” 8位MCU的品种已达80多款,品种丰富。由于在通信等其它市场的不如意,MCU将会是NEC越来越重要的产品线。