微控制器开发的当前发展趋势

嵌入式世界通常形成一系列重要产品公告的背景，今年是嵌入式世界大会10周年纪念日。展览，也不例外。在德国纽伦堡展览中心举办了三天，吸引了900多家参展商和超过20，000名专业观众。在本文中，我们将介绍微控制器领域中最重要的公告。

虽然每年都会带来微控制器（MCU）设计和支持方面的创新，但这些创新通常都是由深远的趋势驱动的。不久之前，这些趋势可以通过“更小，更快，更便宜”来概括，但今天它们最好描述（虽然不那么简洁），因为对低功耗的需求，软件开发日益复杂，以及更高的集成度。智能外设。每一款新的和创新的MCU，以及今年在Embedded World上宣布的许多演进发展，都有这些趋势的基础。

具体而言，电池供电应用现在是MCU制造商的重要推动因素，这意味着待机和主动模式下的超低功耗至关重要。这一趋势塑造了新公司的发展，例如Energy Micro，以及那些更成熟的公司，包括德州仪器和意法半导体。客户对更好的软件开发支持的需求也体现在对新MCU和现有产品线的支持上，例如赛普拉斯半导体的PSoC系列。最后，市场对更大程度整合的渴望使得一些公司 - 硅实验室和英飞凌仅举两例 - 让已经拥挤的ARM Cortex-M竞技场进入‘迟到’。在这里，我们展示了所有这些趋势和发展的综述，正如今年嵌入式世界大会上宣布的那样。

ARM支持者

虽然看起来无所不能，但ARM对微控制器市场的渗透率仍然仅占可用市场总量的15％左右;这个数字反映了每年出货的数百万台设备，这些设备有利于16位或更可能的8位架构。话虽如此，ARM自己的数据显示，现在每个月都有超过1亿个ARM内核出货。如果该数字包括未被归类为MCU的标准部件，则将接近2亿。

在未来几年内，目标市场份额为40％，ARM的上市途径仍然是其授权商，因此今年嵌入式世界的许多重要公告都是由Cortex-M系列推出的，这并不奇怪。

也许最重要的（尽管可能最不令人惊讶）是Silicon Labs凭借其Precision32系列混合信号MCU进入32位市场。该MCU嵌入了ARM Cortex-M3内核，被誉为最灵活的32位MCU。造成这种情况的部分原因在于获得专利的“横杆”技术，几乎可以将任何外围设备连接到任何引脚。增加这种灵活性的是一种开发环境，它采用支持自动代码生成的GUI前端，允许工程师“拖动”。将外围设备放入设计并以可视方式配置它们，然后自动生成源代码。

然而，Precision32系列与其他基于Cortex-M3的MCU的区别在于其混合信号功能。 Silicon Labs利用其在混合信号方面的专业知识来集成一些有用的功能，这些功能还可以显着降低任何应用的总BoM成本。这些包括一个电压调节器，允许MCU直接从USB端口供电;上拉电阻和USB端接电路;无晶体振荡器，可用于USB端口以及为处理器内核提供时钟;和电容式触摸电路。在图1中，我们看到Precision32系列中实现的交叉开关技术如何在不影响性能的情况下实现几乎任何引脚输出，所有这些都可以通过GUI实现。

图1：Silicon Labs新推出的Precision32系列专利Crossbar技术几乎可以让任何外设使用任何引脚。

除高性能模拟外，Precision32系列还拥有比竞争对手Cortex-M3产品更多的低功耗模式，表明它可以比同类竞争器件降低5到100倍的睡眠电流。这些电平在实时时钟（RTC）运行时仅为0.35μA，而在高达80 MHz时钟频率下仅消耗275μA/MHz有功电流。图2以图形方式显示了低功耗模式如何帮助延长电池供电应用的使用寿命。

图2：Precision32系列的低功耗模式针对电池供电应用。

Precision32系列最初将有两种变体：用于USB应用的SiM3U和用于非USB应用的SiM3C。基于Eclipse的开发环境包括一个编译器，调试器和“仪表板”，用于访问最新文档，如数据表。它还支持标准ARM库，CMSIS以及一系列第三方编译器和调试器。

SiLabs IDE的主要区别之一是“AppBuilder”，它允许工程师以图形方式配置外设，设置时钟模式，并在自动生成代码之前自定义引脚。作为32位市场的新进入，SiLabs已经从更习惯于使用8位MCU架构的工程师的角度解决了为相对更复杂的架构编写代码的问题。一个正在发展成为ARM许可证持有者趋势的主题。赛普拉斯在其PSoC系列中使用Cortex-M3内核，使用Embedded World宣布其IDE的最新扩展，PSoC Creator 2.0现在包括组件包。第一包包括SD卡接口和免版税的FAT文件系统，图形LCD驱动器和免版税图形库，4线电阻式触摸界面和增强型数字滤波器支持。赛普拉斯表示，它打算每六到八周发布一个新的元件包。

Atmel还专注于Cortex-M3内核并减轻了工程师的工作量，为其SAM3系列推出了两款新型号，这是该系列首次增加了容－源－电－子－网－为你提供技术支持