MCU從“摩爾定律”到“后摩爾定律”

　　從事MCU(單片機(jī))市場(chǎng)業(yè)務(wù)20多年，一路走來，不斷碰到各種各樣的驚喜和感嘆，關(guān)于IC呈幾何級(jí)規(guī)模增長(zhǎng)的“摩爾定律”神話一直在演繹著。從需要外加程序存儲(chǔ)器的MCU，到OTP(一次可編程)及可紫外線擦除的單片MCU，再到帶Flash(閃存)、可無限次修改程序的MCU;從多片機(jī)到單片機(jī)，再到SoC(片上系統(tǒng))的MCU;從復(fù)雜、多機(jī)器周期指令，到精簡(jiǎn)、單機(jī)器周期指令，再到多核可并行處理多任務(wù)的MCU;封裝越來越多樣，速度越來越快捷，功耗越來越低，體積越來越小，功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用越來越廣闊，工具越來越簡(jiǎn)易。而隨著全球各種物價(jià)的持續(xù)上漲，MCU的價(jià)格卻從開始的上百元，到幾十元，再到現(xiàn)在的幾元人民幣，幾乎就是一棵白菜的價(jià)格了!

　　2005年，國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖(ITRS)提出了“后摩爾定律”的概念：半導(dǎo)體業(yè)除了會(huì)延續(xù)摩爾定律對(duì)集成度、性能的不斷發(fā)展外，還會(huì)利用更多的智慧和技術(shù)，例如模擬/射頻、高壓功率電源、MEMS傳感器、生物芯片技術(shù)、系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)、三維(3D)集成技術(shù)，以及更優(yōu)化智慧高效的結(jié)構(gòu)、更靈活巧妙的軟硬件融合的體系、更面向應(yīng)用的簡(jiǎn)捷組合，以提供具有更高附加價(jià)值、更節(jié)電環(huán)保、與用戶及應(yīng)用更友好界面的MCU系統(tǒng)。ARM 32位Cortex-M0及市面上很多新型MCU的問世正是體現(xiàn)了此特點(diǎn)，通過采用新的架構(gòu)和新的體系，巧妙地融合了前面的成果，盡量減少低效及冗余部分，使芯片在不增加內(nèi)部集成度的情況下，就可以大大提升電路的性能。

　　Cortex-M0會(huì)是8位MCU的終結(jié)者?

　　現(xiàn)在已經(jīng)有很多公司推出了基于M0系列產(chǎn)品?？梢哉f，過去10年8位機(jī)各領(lǐng)風(fēng)騷，但總量一直是獨(dú)占鰲頭的平衡局面已由M0打破了。估計(jì)經(jīng)過半年或一年的設(shè)計(jì)磨合期，如果不出現(xiàn)8位機(jī)的價(jià)格及新品大的調(diào)整，2011年底之前，8位機(jī)的總體訂單將會(huì)出現(xiàn)明顯的下滑。

　　但是技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域一直都是在此消彼長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展壯大的，更是在適者生存的市場(chǎng)中被選擇而成長(zhǎng)的。因此，工藝技術(shù)、價(jià)格服務(wù)、性能品質(zhì)、優(yōu)化結(jié)構(gòu)、獨(dú)到適用、時(shí)機(jī)火候、創(chuàng)新潛力、管理金融、好壞消息等很多因素，都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生重要的影響。所以，現(xiàn)在不應(yīng)該就斷言M0會(huì)是8位MCU的終結(jié)者，起碼短期數(shù)年內(nèi)，很多針對(duì)用戶、口碑好、價(jià)格有空間、有推陳出新能力的系列及型號(hào)還是應(yīng)該可以站穩(wěn)腳的。

　　51架構(gòu)需要變革

　　MCS51、8031、89C51等51單片機(jī)曾領(lǐng)風(fēng)光。但由于51核的結(jié)構(gòu)及8位系統(tǒng)的束縛，使之在多媒體及通訊等產(chǎn)品的應(yīng)用上存在速度、資源、接口等諸多方面的瓶頸。如果此現(xiàn)象一直延續(xù)下去，51就會(huì)以越來越快的速度失去市場(chǎng)的接受。

　　但恰恰是，半導(dǎo)體行業(yè)是最可以產(chǎn)生奇跡的地方。例如國(guó)產(chǎn)SH32BD51X新型的51系列單片機(jī)，實(shí)際上只是在外表穿了一身兼容51標(biāo)準(zhǔn)指令集的外衣，其內(nèi)部的一切都已與原來的51系列單片機(jī)毫無關(guān)系了。它是利用軟件硬化的構(gòu)想，不僅包含32位的51指令集的硬件指令譯碼器，還將許多與超強(qiáng)的音視頻、外設(shè)、外存、LCD驅(qū)動(dòng)等集成在芯片中。此芯片有望使我們實(shí)現(xiàn)哪里有LCD(液晶顯示器)，哪里就可以出現(xiàn)聲色并茂的動(dòng)感畫面和信息。

　　今天，這一新架構(gòu)使51系列就像一百多年前的Mandarin(中國(guó)普通話)，由于國(guó)力不強(qiáng)，會(huì)的人再多，外面也少有人敬佩你、學(xué)習(xí)你;一旦你擁有了強(qiáng)大的實(shí)力，你的語(yǔ)言才會(huì)變得真正有分量和生命力。而51這種三十多年的老指令集，若在新的架構(gòu)體系的支撐下，可使無數(shù)人腦中的原有知識(shí)又重新煥發(fā)了活力，這無疑是對(duì)“摩爾定律”的一種新詮釋，用另一個(gè)智慧的方式使51在新時(shí)代煥發(fā)了新的生命力。