隨著科技的不斷發(fā)展，微控制器（MCU）已成為許多領(lǐng)域的核心組件，從智能家居到汽車制造，從工業(yè)自動化到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，MCU 都在發(fā)揮著越來越重要的作用。恩智浦半導(dǎo)體邊緣處理事業(yè)部產(chǎn)品總監(jiān)林明分享了恩智浦在 MCU 領(lǐng)域的創(chuàng)新、挑戰(zhàn)以及對未來發(fā)展的看法。

恩智浦半導(dǎo)體邊緣處理事業(yè)部產(chǎn)品總監(jiān)?林明

1 8位/16位/32位MCU在競爭中共存

隨著 32 位 MCU 的普及，8 位 /16 位 MCU 是否會被完全替代的話題屢屢討論不止。但從客戶需求和應(yīng)用的角度來看，8 位還是 32 位并不是主要因素，重點還是從性能、成本、開發(fā)和應(yīng)用角度是否滿足需求和有競爭力來考慮。恩智浦從十幾年前就開始全面在 32 位 MCU 上開展產(chǎn)品組合，但并未放棄 8 位 /16 位 MCU 的研發(fā)和生產(chǎn)，而是根據(jù)客戶需求提供全方位的產(chǎn)品組合。

恩智浦擁有豐富的產(chǎn)品線和成熟的技術(shù)支持體系可以幫助用戶從 8 位 /16 位到 32 位 MCU 上遷移，并且根據(jù)客戶的需求和應(yīng)用場景，提供定制化的遷移方案，確?？蛻粼谏夁^程中能夠順利過渡。

2 AI在MCU中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)

AI 的發(fā)展正在影響著各行各業(yè)，同時 AI 在 MCU 中的應(yīng)用也越來越廣泛，邊緣端 AI 是恩智浦的一個重要發(fā)展方向。隨著 AI 技術(shù)和應(yīng)用的普及，恩智浦會在 MCU 上加強 AI 的硬件和軟件支持，為客戶應(yīng)用場景提供全方位的產(chǎn)品組合。

恩智浦在 MCX 產(chǎn)品組合中增加了 AI 功能，其中 MCX N 系列 MCU 已于今年初實現(xiàn)量產(chǎn)。MCX N 系 列的一大特色便是集成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速硬件單元 eIQ Neutron NPU。AI 和 MCU 的結(jié)合要符合應(yīng)用場景，使得 MCU 的片上資源和軟件深度結(jié)合，從系統(tǒng)層面上提供最優(yōu)化的邊緣 AI 性能和體驗。

然而，AI 在 MCU 中的應(yīng)用也帶來了一些技術(shù)挑戰(zhàn)。AI 和 MCU 的結(jié)合需要解決硬件和軟件之間的協(xié)同問題，以及如何在保證性能的同時降低功耗。恩智浦在研發(fā)更先進工藝節(jié)點的同時，也投入資源研發(fā)動態(tài)功耗控制、近閾值電壓等技術(shù)。

3 多核異構(gòu)MCU產(chǎn)品與創(chuàng)新

為了滿足 MCU 更高性能和更快上市時間的需求，不少廠商都提出過異構(gòu)多核 MCU。因此，恩智浦針對市場需求在很多年前就首次推出異構(gòu)雙核 MCU，更在 MPU 上更是有豐富的集成經(jīng)驗和應(yīng)用。例如，恩智浦在最新推出的 MCX N 系列 MCU 中，也采用了多核異構(gòu)設(shè)計。

無論是采用單核、多核還是同構(gòu)、異構(gòu)，MCU 產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵還是能解決客戶的實際問題。這就需要通盤考慮存儲總線、外設(shè)等在實際應(yīng)用中的功能和性能需求，配合不同的內(nèi)核并實現(xiàn)更高的能效。同時開發(fā)工具也非常關(guān)鍵，特別是針對多核的調(diào)試，這些在 MCX N 系列 MCU 中得到了充分體現(xiàn)。

4 智能家居和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

隨著智能家居和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了不少無線連接協(xié)議，在近兩年比較受關(guān)注的是 Matter 協(xié)議。恩智浦作為 Matter 聯(lián)盟的發(fā)起者之一，將 Matter 無線協(xié)議作為 MCU 的重要戰(zhàn)略之一。2021 年恩智浦已經(jīng)在無線 MCU 產(chǎn)品中集成了 Matter over thread，同時在 Wi-Fi 產(chǎn)品中也全面支持 Matter 協(xié)議。

對于智能家居未來的發(fā)展趨勢，智能家居的一個痛點就是不同設(shè)備之間的互操作。恩智浦致力于讓不同智能硬件打通互聯(lián)互通，從無線產(chǎn)品和軟件支持等多方面為客戶提供服務(wù)。為此，恩智浦在 MCU 中集成了多種無線連接技術(shù)，并提供了豐富的軟件支持，以滿足客戶對智能家居互操作性的需求。

5 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和汽車領(lǐng)域的跨界MCU

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和汽車領(lǐng)域中，MCU 所需要具備的功能特性各有側(cè)重。恩智浦推出了可以滿足兩個領(lǐng)域需求的 i.MX RT 跨界 MCU。恩智浦推出 i.MX RT 產(chǎn)品的初衷是為了同時滿足客戶對 MCU 和 MPU 產(chǎn)品各自優(yōu)勢和特點的需求，通過幫助客戶和開發(fā)人員運用 MCU 的開發(fā)經(jīng)驗，實現(xiàn)高水平性能表現(xiàn)，以適應(yīng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和汽車領(lǐng)域?qū)λ懔Φ母咭?。作為跨?MCU，i.MX RT 系列產(chǎn)品迅速被市場所接受，并在兩個領(lǐng)域中呈現(xiàn)出全面開花的態(tài)勢。

在智能汽車飛速發(fā)展的過程中，ECU 與 MCU 的關(guān)系也備受關(guān)注。ECU 與 MCU 在汽車電子領(lǐng)域中各有側(cè)重，但兩者并不是相互替代的關(guān)系，而是相互輔助的關(guān)系。ECU 主要負責(zé)車輛的控制和決策，而 MCU 則負責(zé)執(zhí)行各種控制任務(wù)。兩者通過協(xié)同工作，共同實現(xiàn)汽車的各種功能。隨著汽車電子化的加速和智能化程度的提升，ECU 和 MCU 的市場需求都將不斷增長。恩智浦將繼續(xù)加大在汽車電子領(lǐng)域的研發(fā)投入，推出更多創(chuàng)新產(chǎn)品，以滿足市場的需求。

6 結(jié)束語

MCU 作為許多領(lǐng)域的核心組件，正在發(fā)揮著越來越重要的作用。MCU 領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)保持快速發(fā)展的態(tài)勢。隨著 5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的普及和應(yīng)用， MCU 的需求將進一步增加。恩智浦將緊跟時代步伐，加強技術(shù)研發(fā)和市場推廣，為全球客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。

（本文來源于《EEPW》2024年3月期）