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停不下来的8位MCU创新,都聚焦在哪些领域?

老墨?? 2015年10月14日 ?? 收藏2
似乎伴随着16位、32位MCU的崛起,关于8位MCU消亡的言论就从来没有消停过。但事实是,8位MCU在所有的唱衰声中始终坚挺地存在着。根据Gartner对于2014年全球MCU市场调查来看,8位MCU仍旧是目前应用最为广泛的架构,不论是市场份额还是出货量都超过了主流的32位MCU。

图1,2014年全球MCU市场情况
图1,2014年全球MCU市场情况

有这样一家MCU厂商,不管竞争对手是退出还是淡化,始终坚定不移地耕耘着8位MCU市场,其市场排名也一路扶摇直上,它就是“Microchip”。当Microchip于2006-2009年雄踞8位MCU市场排名第一后,日本瑞萨和NEC电子于2010年合并,市场份额猛超Microchip 41%,理所当然地成为MCU市场的巨无霸。而经过四年的追逐,Microchip终于在2014年实现市场销售额超越对手约10%,排名全球第一。

模拟市场是增长主因

Microchip MCU8部门副总裁Steve Drehobl表示,模拟市场的大幅增长是Microchip 8位MCU成功的主要因素。他解释说,模拟市场本身是高达400亿美元的大市场,模拟厂商要进入MCU市场很难,但从MCU进入模拟市场相对容易。Microchip在过去的几年中,在MCU市场取得领先和稳定的地位后,也开始向模拟行业渗透,这对继续拓展其8位MCU市场非常有帮助,也是8位MCU为什么始终有着巨大市场需求的原因之一。

Microchip MCU8部门副总裁Steve Drehobl
Microchip MCU8部门副总裁Steve Drehobl

那么,8位MCU的创新目前主要集中在哪些领域?又有哪些用户依旧保有对8位MCU的热情?Steve Drehobl表示,这些年来,8位MCU的应用人群没有太大变化,仍旧以消费电子、工业应用以及汽车领域居多。此外,他重点提到了在医疗领域的新应用,医疗领域有很多即用即抛的产品,这类产品通常功能简单,要求低成本和功耗低,因此8位MCU非常适合。

Steve Drehobl也透露,他们并非按照行业进行划分,而是以功能板块来分。目前,8位MCU在照明领域有非常多的应用,包括在消费电子、工业以及汽车车灯方面的照明。从客户的行业分布来看,大约30%分布在消费市场的,18%是工业类的客户,20%左右是汽车行业的客户。他表示,很多应用和物联网的发展其实是相关的,比如说智能照明、智能车灯等等,都是物联网的小概念之一。而汽车领域用量也非常大,一辆智能汽车中可能要用到60-70颗8位MCU。

8位MCU创新空间堪忧?

回顾全球8位MCU市场近二十多年的榜单(图2),可以发现有的厂商完全消失了,有的在逐渐减少在这一市场的投入力度。是因为创新空间在逐渐萎缩吗?为何Microchip多年来始终坚守阵营,且仍在不断加大投入?

图2,全球8位MCU市场销售额(1991~2014)
图2,全球8位MCU市场销售额(1991~2014)

Steve Drehobl表示,有的厂商因为市场策略原因撤退了,有的厂商则被市场淘汰了。消亡的那些可能是因为定价过低,利润空间太小,以致于无法进一步创新,不能满足市场需求,最后自然就被市场淘汰了。而Microchip在8位MCU的研发投入非常大,技术非常超前,甚至几年前的产品现在仍然保持领先地位。他认为8位MCU的创新空间仍然很大,未来, Microchip依然会加大在8位MCU方面的投入,并继续扩充研发团队。

值得关注的是,中国本土企业(以大唐、同方、上海复旦等为代表)在全球榜单中的数量在不断增加,且排名越来越靠前。对此,Microchip是否会感到些许威胁?Steve Drehobl非常乐观地看待这一问题,他表示,有新的厂商参与对于全球市场都是好消息,这意味这大家都看到了8位MCU是一个大市场。从市场份额来看,2014年,以Freescale为界限,前六名厂商已经占据了约76%的份额,其他厂商瓜分余下的约24%的市场份额。Microchip的自信首先来源于在市场份额上的这种绝对优势,其次,他表示很多8位MCU厂商进入了SIM卡、银 行 卡这样的市场,而Microchip在该市场不会投入,因此也不会与这些厂商竞争。

创新开发平台加快设计进程

Steve Drehobl表示,在过去的20年里,多数8位MCU供应商持续发布新的产品,但这些产品的特性并未有实质改变,仅仅是增加存储容量、扩展引脚数、提高时钟速度和添加更多同类外设而已。但是嵌入式系统设计早已今非昔比,如今即使是最小的应用都极其复杂。因此Microchip在如何提升8位MCU外设的确定性和自主性,以及用户的易用性方面进行了很多创新。

为了支持不断增长的具有独立于内核的外设(CIP)的8位PIC MCU产品组合,Microchip也在不断扩展其开发平台。设计人员可以组合使用这些CIP来实现多种应用功能的自主执行,同时它们也可以和越来越多的集成智能模拟外设进行互联。由于这些功能是在硬件而非软件中执行,因此CIP大幅提升了系统性能,远远超越了传统的MCU产品。

为进一步缩短应用新一代MCU的开发时间,Microchip发布了最新的3.0版免费图形编程环境MPLAB代码配置器(MCC),并新增三款开发板以提供支持。Curiosity开发板是一款入门级工具,内部集成了编程器和调试器,备有多个外部连接的选项。而Explorer 8开发工具包是一款集成了多种功能、可快速验证设计想法的工具,可支持的8位PIC MCU型号最为广泛。PICDEM Lab II开发板则是一款侧重于模拟和混合信号的综合开发与试验工具。这一开发平台与独立于内核的外设相配合,可以大幅缩短总体设计时间。

所有这四款工具都适用于Microchip免费的经典MPLAB X集成开发环境,同时它们可通过由Microchip的生态系统得到提升。这一平台令设计人员可以快速、直观地将增强型8位PIC MCU外设架构与其应用软件联结在一起,为构建新功能和应用创造更多便利。特别是对于创客以及一些个人爱好者来说,他们并不需要具备太多的MCU开发设计经验,也能够迅速上手,达成设计效果。

8位MCU未来发展方向

要讨论8位MCU的发展方向,需要从软硬件应用均衡的角度来分析:以硬件为中心的优点是确定性强,便于特定任务并行处理,缺点就是不灵活、扩展性有限;以软件为中心的设计看似灵活,实际存在不小的隐形成本,因为软件验证工作往往比设计本身耗费更多的时间。也正是如此,8位MCU供应商逐渐形成了两极分化的发展方向,一个注重外设,另一个注重软件与内核性能。而Microchip的8位MCU实现了两大创新举措:独立于内核的外设和智能模拟功能,正是如此,它的PIC MCU能够在保持内核独立性的同时,通过外设互连来支持功能实现。

图1 系统的总体框图

Steve Drehobl表示,未来8位MCU将会主要向智能模拟、创新的外设这些方向发展。他强调,保持传统才是新设计的主要动力,这包括用户的熟悉度、代码资源以及工具链的延续性。用户不希望改变内核,因为一旦改变,熟悉度会被打破,同时,用户希望开发工作能够更简单,因此只能从内部来增加复杂性。未来的8位MCU只有具备以下特点才能有一定的市场竞争力,包括:开发迅速;功能性强,有不断提升的外设集成度;同时要能够均衡软件依赖性与确定性硬件性能。

尽管Microchip的8位MCU已经集成了足够丰富的外设,但是用户追求差异化的决心始终不会改变,当外设越来越大而全、越来越趋同的时候,又该如何保证用户的个性化需求?Steve Drehobl表示,Microchip会推出非常丰富的产品供客户选择,即便是同一款产品,也会有多种不同的版本,今年至少就有35- 40种不同的新产品供客户选择。

“未来,Microchip会继续仔细地倾听市场和客户的需求,通过创新性的产品,比如创新性的外设、有利于内核的外设,更好地满足市场需求。”Steve Drehobl透露,“明年我们会有新的技术推出,会有更多的集成化的智能模拟模块,能够让我们至少保持5-7年的技术领先性,我们也非常有信心继续保持8位MCU的领先地位。”

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8位MCU? PIC MCU? 物联网? Microchip?

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