微控制器開(kāi)發(fā)的當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)

CAN功能。在SAM3N和SAM3X這兩個(gè)新系列中，X系列集成了以太網(wǎng)PHY，同時(shí)提供雙CAN接口和高速USB On The Go PHY; Atmel聲稱(chēng)將SAM3與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手區(qū)分開(kāi)來(lái)的功能。新器件還提供高達(dá)512 KB的閃存密度 - 在發(fā)布時(shí)，Precision32限制為256 KB。

或許更重要的是，Studio 6是Atmel IDE的最新版本，現(xiàn)在在一個(gè)統(tǒng)一的IDE中支持公司的基于AVR和ARM Cortex的MCU，旨在為工程師提供從8位到32位的“無(wú)縫”遷移架構(gòu)。提供圖形設(shè)計(jì)界面和自動(dòng)代碼生成的統(tǒng)一開(kāi)發(fā)環(huán)境是ARM兄弟會(huì)的明確趨勢(shì)，展示了對(duì)更高級(jí)別軟件抽象的需求以及標(biāo)準(zhǔn)指令集架構(gòu)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。然而，難怪每個(gè)IDE都與核心周邊的外圍設(shè)備緊密集成，因?yàn)榇蠖鄶?shù)設(shè)計(jì)環(huán)境都是免費(fèi)提供的。

雖然Cortex-M3已經(jīng)從許可證持有者和行業(yè)中獲得了巨大的提升，但Cortex-M4可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到顯著的滲透率。這主要是由于缺乏可用的產(chǎn)品，但ARM認(rèn)為該行業(yè)已經(jīng)用了大約一年的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)，現(xiàn)在預(yù)計(jì)將看到Cortex-M4的重大發(fā)展。今年早些時(shí)候，英特爾長(zhǎng)期授權(quán)的英飛凌宣布推出首款使用ARM Cortex內(nèi)核的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，而它選擇的是M4，這是第一次開(kāi)發(fā)，可能有很多。與SiLabs一樣，英飛凌認(rèn)為僅提供另一款基于Cortex的MCU系列還不夠;需要區(qū)別對(duì)待。因此，英飛凌推出的第一款基于Cortex的MCU系列 - XMC4x--采用了支持浮點(diǎn)的Cortex-M4F變體，專(zhuān)門(mén)針對(duì)工業(yè)控制應(yīng)用，可以充分利用核心的額外計(jì)算能力。

然而，雖然XMC4x系列的目標(biāo)是電機(jī)控制，但MCU所消耗的功率可能不如所控制電機(jī)的功率效率重要，但Energy Micro也選擇在最新系列中使用Cortex-M4F。超低功耗MCU。 Wonder Gecko系列（圖3）是該公司首次使用M4核心，但仍保持其他產(chǎn)品的超低功耗憑證，其中增加了60個(gè)Wonder Gecko設(shè)備，現(xiàn)在數(shù)量超過(guò)240個(gè)變種。據(jù)記載，在活動(dòng)模式下僅消耗180μA/MHz，僅在RTC運(yùn)行時(shí)消耗400 nA，這不僅可以很好地抵抗其他Cortex-M4F器件，還可以替代Cortex-M3替代品。

圖3：Energy Micro最新的Gecko系列使用Cortex-M4F內(nèi)核。

盡管Cortex-M3（在某種程度上是M4）受到了很多關(guān)注，但Cortex-M0還在Cortex系列的“低端”發(fā)布了聲明。這是ARM代碼兼容的Cortex系列中最小的，也許是“功能最少”的變體，但它提供它被視為為許多制造商提供完整的“性能路線圖”的重要部分。恩智浦長(zhǎng)期以來(lái)一直在提供基于Cortex-M0的MCU，可以說(shuō)是Cortex領(lǐng)域中超低功耗和超小型封裝的首選制造商。其最新產(chǎn)品LPC1100XL和LPX11E00代表了第四代恩智浦Cortex-M0系列，XL（代表超低功耗）將有效電流消耗從130μA/MHz降至110μA/MHz，同時(shí)運(yùn)行到50 MHz。它還將Flash頁(yè)面大小從2 KB減少到256字節(jié)，并使用恩智浦計(jì)劃在其MCU范圍內(nèi)推出的新型低功耗“嵌入式閃存”技術(shù)（圖4）。 LPC11E00使用另一種專(zhuān)有存儲(chǔ)器技術(shù)來(lái)模擬EEPROM，最高可達(dá)4 KB。恩智浦表示，它將滿(mǎn)足對(duì)需要外部EEPROM的應(yīng)用的需求。

圖4：恩智浦最新的LPC1100XL系列使用Cortex-M0實(shí)現(xiàn)“極低功耗”操作。

STMicroelectronics重新推出其Cortex路線圖，大量推出STM32 F0系列，這是第一款實(shí)現(xiàn)Cortex-M0系列的產(chǎn)品，該產(chǎn)品已于2010年底預(yù)先公布。它需要STM32系列中的MCU數(shù)量與其他制造商一樣，ST正在使用Cortex-M0來(lái)彌合8位和16位用戶(hù)與現(xiàn)有32位用戶(hù)之間的差距。幾年前，當(dāng)ARM首次針對(duì)MCU市場(chǎng)時(shí)，人們經(jīng)常提到典型應(yīng)用無(wú)法利用額外的處理能力。隨后，基于Cortex-M的設(shè)備普及的第一個(gè)應(yīng)用空間是那些需要顯著處理性能的應(yīng)用空間，因此M3的使用范圍更廣。現(xiàn)在，該行業(yè)已經(jīng)越來(lái)越習(xí)慣于32位范式 - 應(yīng)用程序變得越來(lái)越苛刻 - M0可以說(shuō)對(duì)制造商來(lái)說(shuō)更加可行。 ST還選擇采用STM32 F0系列的“混合信號(hào)”路徑，集成了12位ADC，12位DAC和兩個(gè)與DAC緊密耦合的可編程模擬比較器。 ST聲稱(chēng)這提供了比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的設(shè)備更高的模擬功能。

超越ARM

雖然很容易假設(shè)所有新開(kāi)發(fā)都是基于ARM的，但事實(shí)是其他核心 - 可授權(quán)和專(zhuān)有 - 繼續(xù)在MCU領(lǐng)域占有一席之地。具體而言，Microchip繼續(xù)開(kāi)發(fā)其專(zhuān)有的8位和16位系列 - PIC12和PIC24。 PIC12系列中的新系列具有創(chuàng)新的外設(shè)，通過(guò)公司稱(chēng)之為“互補(bǔ)輸出發(fā)生器”（COG），為比較器和PWM（脈沖寬度調(diào)制器）提供非重疊的互補(bǔ)波形。 Microchip稱(chēng)，這在電機(jī)控制應(yīng)用中特別有用。此外，PIC24 Lite產(chǎn)品組合的擴(kuò)展采用了該公司的極低功耗（XLP）技術(shù)，將有源和休眠電流分別降至1.5 V時(shí)的150μA/MHz和25°C時(shí)的30 nA（典型值）。 Microchip還使用嵌入式世界（Embedded World）推出PIC32系列的最新產(chǎn)品，該產(chǎn)品系列使用授權(quán)的MIPS 32位內(nèi)核; MX1和MX2是低引腳數(shù)版本，但具有專(zhuān)用的音頻和電容式觸摸傳感外設(shè)，以及USB OTG（圖5）。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持