探討最新處理器技術, 共話MCU生態

2021年8月26日，由ASPENCORE舉辦的一場“全球MCU生態發展大會”匯聚了微控制器領域的技術和應用專家，共同探討最新處理器技術、邊緣AI、新興應用和生態發展等熱門議題。此次大會的主題為“把握'芯'基建，共繪MCU生態”。

安謀科技：IoT設備的未來技術趨勢

隨著越來越多的人將AI與IoT結合到一起來看，AIoT作為各大傳統行業智能化升級的最佳通道，而更智能，更安全，更可靠顯然已成為IoT設備的未來技術趨勢。安謀科技CPU產品總監陳江杉在本次大會上與觀眾就“IoT設備的未來技術趨勢”進行了一番詳細的探討。

安謀科技CPU產品總監陳江杉

陳江杉先生認為IoT設備的市場熱點將集中在以下四類產品：一是集成聲音定位，主動降噪和音效增強等功能的無線耳機；二是可以識別語音，手勢和情緒的新型人機交互設備；三是擁有傳感器融合，互聯，定位等功能的智能穿戴設備；四是用于監控和圖像分析的智能監控設備。

上述四類熱點產品將出現三大發展趨勢：

趨勢1：計算能力進一步提升

趨勢2：信息安全重要性增加

趨勢3: 本土市場邁向高可靠性藍海

根據陳江杉先生在大會現場展示的Armv8.x-M技術演進路線圖來看，Mizar將是面向未來需求的新一代處理器。而安謀科技新一代處理器著手集中解決以下三大問題:

1，提高計算密度，在不顯著增加面積和功耗的前提下滿足IoT設備越來越高的計算需求；

2，保證信息安全，允許設備敏感信息處理運行在一個“可信執行平臺”之上；

3，增加功能安全，確保系統執行高可靠性和及時的故障處理。

極海:APM32 MCU持續發力中高端市場

擁有近20年集成電路芯片設計經驗的珠海極海半導體有限公司，在2020年底獲得國家大基金一期&二期投資。其市場產品總監劉濤在大會上首先與觀眾分享了全球MCU市場情況及中高端國產芯片發展現狀。

極海半導體市場產品總監劉濤

從下圖，我們可以看到，根據Omida的預測，到2024年，全球MCU市場規模預計達到20375 $M（人民幣1318億元），其中中國市場預計達到6238 $M（人民幣404億元），中國占了超過30%的市場；而在細分應用領域，比如汽車工業中高端領域我們發現還是國外供應商份額最大，國產品牌還有很長的路要走，但是在消費類電子市場我們已經可以看到國產廠商的身影。

中高端芯片，比如工業類，汽車類芯片，對集成度、功耗、可靠性等指標要求高，這對芯片設計、測試和生產整體要求很高。

就工業領域，目前劉濤先生認為目前我們國產芯片在中高端領域發展存在以下的難點：

1.  工業/汽車應用場景復雜，需要研發與應用要緊密結合，針對場景進行開發和定制，需要提供芯片及軟硬件定制服務；

2. 國產芯片還在工業生態中是點狀應用，沒有形成規模，生態環境薄弱，需要完善生態體系；

3.工業物聯網領域前景誘人，但工業系統和聯網設備都存在巨大安全隱患，這個是行業痛點，需要引起大家的關注。

雖然困難重重，但是因為這波缺貨潮，工業客戶確實為國產芯片廠商打開了大門。極海半導體APM32系列產品致力為中高端市場提供32位通用MCU方案。

面對通用市場領域，極海推出以及即將推出基于Arm Cortex M0+/M3/M4/M7的APM32通用MCU芯片，產品型號超過200個，全系列達到工業級功能安全標準，產品可靠性較高；在過去的一年中，極海產品已經成功應用于比如工業變頻器，伺服器，逆變器，BMS管理，電機驅動，新能源車等領域。

華大MCU：“靜動智車”四大產品系列與三大創新

華大半導體MCU事業部市場部產品總監張建文在MCU大會上的演講主題是“華大MCU，守正創新，擁抱發展機遇”。

華大半導體MCU事業部市場部產品總監張建文

華大將其MCU產品概括為“靜、動、智、車”四大系列，其中靜系列是指超低功耗MCU, 動系列是指電機控制MCU, 智系列是指通用控制MCU，車系列是汽車電子MCU。這四大系列有上百款MCU型號。

華大半導體四大系列的上百款型號的MCU體現了以下三大創新：

創新之一——超低功耗

華大MCU在國產MCU里面，性能是比較出色的：0.4μA極致待機功耗能力；4μS極速喚醒能力；動態能效可達23.19(CoreMark/mA)。從上面三項數據可以看出華大MCU其超低功耗性能達到國際同類產品領先水平，在超低功耗物聯網應用中已被用戶廣泛認可。超高能效，與國際品牌比較（見下圖）：

創新之二 ——高可靠性

華大MCU的可靠性經權威測試機構檢測，各項可靠性指標普遍達到行業標準最高等級。

基于華大半導體MCU系列芯片，設計和實現IEC60730 Class B安全庫/61508 SIL 2安全診斷庫。用戶可參考軟件庫，完成產品功能安全方面開發和認證。

首先，IEC61508認證是針對整機/系統過的，不是針對芯片的。但系統的安全要求會被分解到芯片，26262就是從它改過去的，它是所有功能安全的老祖宗。61508  60730  26262分別是工業 家電 汽車的功能安全標準，另外還有航空 醫療 船舶 等等不同行業的功能安全標準，都是基于61508并結合自己行業特點修改得到的。如果底層原件比如MCU，沒按功能安全標準開發，那么上層設備要證明自己符合功能安全要求，就會很難，甚至不可能證明自己的安全性。

創新之三—— 大行業布局（工業、汽車、家電、通信等）

-電力電子應用（電機、電源、逆變）覆蓋汽車、醫療、工業、大家電，作為MCU核心應用方向，地位突出，華大MCU相關技術與客戶積累豐富，處于國內領先

-儀器儀表應用兼具工業、醫療與超低功耗特點，目前華大MCU在該領域處于市場領先地位

-汽車電子低端產品競爭激烈；高端功能安全類產品技術門檻高，投入大，周期長，華大MCU占據先發優勢

沁恒微電子：自研打造“一核三接口”的MCU+

南京沁恒微電子股份有限公司是一家專注于連接技術和MCU內核研究的射頻與高速數模混合集成電路設計公司，其產品總監王曉峰首先從技術導向、公司主要產品、主要技術涉及及解決方案和產品應用領域簡單介紹了其公司：

技術導向：專注于連接和控制方面的芯片設計，致力于為客戶提供萬物互聯、上下互通的芯片及解決方案。

主要產品：以太網、藍牙無線網絡、USB和PCI類接口芯片，以及集成上述接口的MCU+單片機。

技術涉及：ADC模擬檢測、MCU智能控制+算法、HID人機交互、網絡通信、接口通訊、數據安全、物聯協議和云端服務。

解決方案：感知+控制+連接+云聚。

應用領域：計算機周邊、手機周邊、工業控制、物聯網等。

沁恒微電子產品總監王曉峰

專業技術自研打造MCU+

目前，沁恒微主要有藍牙、USB、以太網等三大系列產品，王曉峰介紹道，第一是USB系列產品。主要包括控制類、轉接類、延長及輔助類、USB PD類等細分產品，下游主要應用在工業控制，計算機手機周邊等領域；第二是以太網系列產品，MCU+MAC+PHY+TCP/IP，在提供完善協議?；A之上，而且還提供MCU的編程空間，客戶可以在里面去做一些靈活自定義的功能控制。第三是藍牙系列產品。從底層的芯片設計到協議棧開發到應用層協議支持，沁恒提供一整套解決方案，在保證產品競爭力同時也為產品迭代更新提供強大驅動力。比如CH579單芯片集成BLE無線（內置2.4G收發，支持多主多從，支持Mesh組網）以太網（內置PHY）模塊，內置USB全速主從接口，觸摸按鍵、ADC、段式LCD驅動模塊等驅動模塊，可輕松實現各類人機交互應用。

作為接口轉換專家，能輕易實現從USB到以太網或者從藍牙到以太網二個接口之間的轉換，甚至在USB、藍牙、以太網三個接口之間的互相轉換。

一核三接口:MCU內核+USB/藍牙/以太網接口

MCU內核有ARM內核，RISC-V，E8051和RISC8內核，其中除ARM內核來自授權，RISC-V，E8051和RISC8內核均為自研。其產品均含控制器和收發器及協議棧，USB含USB PD。

AEM：過流保護元件的選擇與應用

本次MCU大會上唯一的提供電子電路保護的廠商AEM科技，專注于新型電子元器件的研究、開發、制造與行銷，擁有多項處于世界領先水平的專利與專有技術，可提供尺寸和規格更為寬廣而全面的片式熔斷器。

AEM中國資深應用工程師郭田青在MCU大會的演講

關于片式熔斷器選擇關注的焦點，AEM中國資深應用工程師郭田青談到，以新能源汽車BMS系統為例，主要涵蓋以下幾點：

•元器件失效引起的短路

• 安全對周邊無損傷

•不會存在起弧的風險

• 選擇適合的零件尺寸

• 考慮一致性設計和結構

最后，郭田青談到熔斷器的選型流程及分析了相關示例，具體見如下流程圖：