嵌入式领域MCU四大新变化
嵌入式系统设备是应用最广泛的产品，小到玩具、穿戴产品大到复杂的工业、军工宇航设备，按照标准定义，嵌入式系统就是以应用为中心，以计算机技术为基础，将应用程序和操作系统与计算机硬件集成在一起，能够独立工作，而且软硬件均可裁减的专用计算机系统。简单地说，就是系统的应用软件与系统的硬件一体化的设备。广义上可以认为，凡是带有微处理器、微控制器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。从狭义上讲，更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统，并且具有某些特定功能的系统。随着智能化的深入，嵌入式系统发生了很多有趣的变化，我们以嵌入式系统的核心MCU来说说2017年嵌入式领域的MCU四个变化。 一、 MCU主频、内核大突破还有多核化在传统上，我们理解的的MCU都是基于Cortex-M0，M3，M4或者8051 内核的MCU，但是今年我们看到，一些MCU领军厂商如ST、NXP等都推出于基于Cortex-M7内核高主频MCU，把MCU应用继续拓展。 NXP推出了i.MX RT系列跨界处理器，它结合了高性能和实时功能，支持下一代物联网应用，具有与MCU级可用性相平衡的高度集成和安全性，且价格实惠。i.MX RT处理器的优势很明显：第一高性能，采用ARM Cortex-M7，主频高达600MHz，配备高达512KB的紧耦合内存，中断延迟低至20nm，可以使满足目前用户点一下按键就要快速做出反应的需求；第二高集成度，集成了2D图形加速引擎、并行相机传感器接口、LCD显示控制器和3个I2S，适用于GUI和增强版HMI的高级多媒体；第三低功耗，集成直流-直流转换器，实现业内最低动态功耗；第四使用简便，采用了MCU的应用架构，MCU客户可以利用现有的工具链，如MXUXpresso、IAR、Keil，快速开发和制作原型，而不用再学习Linux、安卓，从而节省设计时间；第五低成本，10K的转售价格不到3美元。对于这样的新MCU，国内嵌入式系统技术著名专家周立功教授（广州周立功单片机发展有限公司创始人、广州致远电子股份有限公司董事长）指出：“NXP最新推出的LPC546xx、i.MX6和刚推出来的i.MX RT绝对的创新设计，性能超群价格便宜，我们看到A7、A8性能再好，但其资源都被Linux吃掉了！而i.MX RT只需要RTOS就可以实现更好的性能，且更便宜。另外，基于RTOS的功耗管理更简单，大部分菜鸟级开发人员，不用懂Linux就可以开发出高性能的产品，这是多大的市场机会，因此必将成为流行的趋势！” “这是兼顾了高性能与低功耗的产品设计。”他强调。“未来，Cortex-M7的发展理念更高性能，向多核发展，比如M0+M7、M4+M7、DSP+M7...等等。” 二、32位MCU加速取代8位MCU应用目前在MCU领域，8位MCU仍占据1/3以上份额，在工业控制、安防、物联网、消费类电子等诸多领域，8位MCU的身影依然处处可见，根据IHS的预测，2018年8位MCU的市场规模将增长到78亿美元，市场份额继续超过MCU市场营收的三分之一以上，因为很多人认为8位MCU未来将继续维持增长。 不过随着智能化时代的来临和安全意识的提升，8位MCU增长将逐渐进入强弩之末，以今年来看，32位MCU取代8位MCU就呈现加速势态，一个变化是32位MCU大量取代8位MCU在指纹识别领域的应用，主要原因是32位MCU利用其更高的处理能力可以缩短算法执行时间，最终体现为响应速度。同时，32的高处理能力可以整合更多的功能，例如加密认证，辅助传感器等。 一些基于ARM® Cortex®-M4内核的MCU提供了完整的DSP指令集和专用浮点运算单元（FPU），可直接支持三角函数、滤波和卷积等复杂运算以加快指纹算法执行速度。最高主频下的工作性能可超过200DMIPS，可以支持高级指纹识别运算的全过程，包括指纹图像预处理、分割拼接、数据特征提取、特征匹配、交叉比对、识别解锁等一系列指令，更可显著提高指纹注册和匹配效率。所以很多8位MCU指纹识别方案别抛弃换到32位方案。 另外一些基于8位MCU的遥控器方案也因为32位MCU成本下降到与其持平而遭到抛弃。所以32位MCU需求旺盛一些公司缺货将成为常态化。 三、高端家电、高端消费电子设备需要高性能MCU随着人工智能技术逐渐普及和人们对优质生活的追求提升，高端家电、高端消费电子对高性能MCU需求大增，例如很多冰箱需要做智能化的分析和处理，需要对储藏的食品做分类和检测，同时需要联网完成智能购物等动作，因此需要跟高性能的MCU，这些MCU除了支持一定的智能运算外还要支持触摸屏显示，支持较高的分辨率显示。针对这样的需求，本土MCU厂商可以将产品向高端延伸，在兼顾低端市场的同时，向高端市场发起冲击！
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