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物聯(lián)網真的只需要低功耗的MCU嗎?

2017-08-02 16:44:40

         物聯(lián)網(IoT)的應用為MCU開辟了新領地,尤以大量節(jié)點的低功耗MCU為甚。但在網關、智能設備等領域,對高安全性、高性能、大容量存儲、合理功耗MCU的“熱度”從未減退。如今面對的挑戰(zhàn)是這樣的MCU不僅需要工藝的升級,更需要設計的創(chuàng)新、生態(tài)的營造才能加以“成全”。   
  IoT需要什么樣的MCU?
  物聯(lián)網的熱潮讓MCU廠商悲喜交加,多元化的應用顯然需要多元化的MCU和多樣化的打法。對于MCU廠商而言,找準定位才是正確的前進方向。
  意法半導體(ST)微控制器產品部高性能32位MCU高級市場經理Renaud Bouzereau對媒體表示,IoT是面向多重應用的,除了在 “神經末梢”海量存在的傳感器節(jié)點需要低功耗的MCU之外,大量的網關和中間節(jié)點還是需要高性能MCU。此外,智能硬件聯(lián)網設備要實現(xiàn)更好的圖形界面、更多的連接、更多的交互能力等,因此高性能的、可擴展的MCU是必不可少的。”
  隨著物聯(lián)網應用的不斷深化發(fā)展,IoT提出本地化處理的需求。ARM物聯(lián)網業(yè)務市場經理提出:“以前業(yè)界認為IoT的智能部分應大多放置在云端,如今發(fā)現(xiàn)越來越多的計算、語音識別、人機界面等功能應該在本地進行處理,這就要求MCU具有更強大的處理能力,性能要持續(xù)不斷地迭代,以支持IoT未來更多的變革。”
  因此,MCU在IoT領域轉移也需要不斷“強身”。蘇州萬龍電氣集團股份有限公司總工唐曉泉指出,物聯(lián)網追求更好的用戶體驗的背后是大量的數(shù)據(jù)分析與圖像處理,這些都需要強大的計算能力,需要高性能的MCU。
  如何滿足需求?
  對于市場的需求,ST最新推出的基于ARM的400MHz Cortex-M7內核的STM32H7可謂“應時而來”。Renaud Bouzereau指出,STM32 H7在諸多層面都實現(xiàn)了“升級”。
  首當其沖是創(chuàng)紀錄的性能。Renaud Bouzereau提到,歸功于ST先進的40nm工藝,STM32 H7創(chuàng)下運算性能測試856DMIPS 的記錄,CoreMark測試獲得歷史性的2010分。要知道一般情況下,絕大部分MCU的CoreMark得分都在1000以內。
  在高集成度方面,STM32H7不僅集成更大容量的存儲器,如2MB閃存和大容量1MB SRAM存儲器,可開發(fā)更先進復雜、功能更豐富的應用;還集成了35個通信接口和高級外設,增加了11個增強型模擬功能及22個定時器,輸入輸出的速率更快。
  在關注度日益提升的安全層面,STM32H7內置安全保護、認證程序,包括密碼算法加速器和安全密鑰存儲,確保在程序運行和通信時數(shù)據(jù)更加安全和可靠。
  功耗表現(xiàn)更值得一書。通過40nm工藝,結合可精確優(yōu)化功耗的Dynamic Efficiency技術創(chuàng)新,采用電源域分塊架構,D1、D2和D3三個域分別用于處理密集型任務和外設(D1域)、通信連接任務(D2域)和節(jié)能的批處理模式(D3域),每個功耗域都能獨立開關和激活,以上舉措讓其工作功耗低于280uA,待機功耗低于7uA。
此外,STM32 H7在引腳、代碼兼容上一代產品,并兼容STM32生態(tài)系統(tǒng),便于客戶的平臺化開發(fā)。
雖然STM32 H7如此“光環(huán)”加持,但ST明了MCU功能的提升只是“基本功”,為更好地支持客戶,還需提供完整的生態(tài)系統(tǒng)。
  Renaud Bouzereau強調,ST在軟硬件層面都配備了成熟的設計生態(tài)系統(tǒng),硬件層面提供STM32 H7系列專用評估板、Nucleo開發(fā)板和探索套件,支持不同層面客戶的需求;軟件層面的諸多底層驅動或中間件程序,ST和第三方合作伙伴均可配套提供,客戶可專注和加快應用層的開發(fā)。
  此外,STM32產品線均支持嵌入式操作系統(tǒng)及廣泛的IoT操作系統(tǒng),讓客戶可實現(xiàn)更靈活的選擇。“STM32有10大產品家族,40個產品線,4萬個客戶,ST有理由期望這一產品線未來會更廣泛的應用。” Renaud Bouzereau表示。
  哪一市場成決勝關鍵?
  從0到20億的距離有多遠?ST給出的答案是10年,從首次發(fā)布STM32以來,出貨量已突破20億片。而中國作為STM32全球發(fā)布的重要之地,也是ST分外倚重的市場。
  “最近幾年MCU市場變化非常劇烈,諸多廠商進行了合并或重組,因而MCU市場格局也發(fā)生了顯著變化。”意法半導體中國區(qū)微控制器市場部高級經理曹錦東指出,“而ST在MCU市場的排名一直在穩(wěn)步推進, 去年已躍升至第三名,是整體市場中唯一同比增長超過15%的MCU供應商。在中國MCU市場排名亦躋身第二,而第一名是兩家新合并的公司。”
 
  對于這一輝煌的戰(zhàn)績,曹錦東歸功于ST穩(wěn)健的策略以及非常強大的執(zhí)行力。他說,ST始終堅持自己的策略和產品規(guī)劃,在創(chuàng)新、合作、生態(tài)方面構建了核心競爭力,一直在穩(wěn)健發(fā)展。
  “ST創(chuàng)新不止,每年都發(fā)布新研發(fā)的MCU,不斷在性能、集成度、功耗方面精進,在助力客戶設計更多富有創(chuàng)造力產品的同時,應用也延伸到新興的IoT、無人機、機器人等領域。
  在合作層面,ST不僅投入精力進行契合市場需求的算法的研究,并與合作伙伴在圖形界面、運動算法、語音識別算法技術領域和業(yè)務模式方面進行合作,讓客戶有更多的本地化資源進行享用。
  而構建生態(tài)更是ST一直以來的布局,ST以開放的態(tài)度,與合作伙伴秉持合作精神和共贏模式,除自己開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)軟件外,還加強與第三方生態(tài)系統(tǒng)如開源Arduino、mBED OS嵌入式操作系統(tǒng)等合作,一起推動整個開放型生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,以促進更多創(chuàng)新的落地。” 曹錦東表示,“憑借如此的定位和策略,ST相信在2019年將實現(xiàn)20%的增長。”
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