MCU成萬物互聯的核“芯”

沈叢

如今，萬物互聯已成為全球最重要的發展趨勢之一，物聯網影響著人們生活的方方面面。BI In-telligence調研報告顯示，預計2020年全球聯網設備將達340億臺，使用中的物聯網設備數量將達240億臺。

MCU（Microcontroller Unit，微控制器），是將CPU、存儲器等主要部件集成在同一塊芯片上，形成芯片級計算機，幾乎是每一個聯網設備的關鍵元件，可以說是“萬物物聯”的核“芯”。那么MCU在物聯網中，究竟發揮著怎樣的作用？在未來又有哪些困難需要解決？

MCU是構建物聯網的

核心要素

MCU作為智能設備控制的核心，具備寬廣發展空間。因此物聯網的快速發展成為驅動MCU需求成長的主要原因之一。根據ICInsights預測，隨著嵌人式系統廣泛應用、物聯網萬億級市場持續發展，設備接人量以數百億計算，因此，未來MCU出貨量將持續上升。2019年以及2022年全球MCU市場規模分別達204億美元和239億美元，預計單位出貨量將以11.1%的復合增長率增長。

物聯網技術的快速普及正在深刻影響著各行各業，MCU在這其中扮演著重要的角色。兆易創新產品市場總監金光一介紹，構建物聯網在于感知信息、處理信息和傳遞信息，即包含傳感器、處理器和通信網絡三大要素，而MCU在這三大要素中都發揮著至關重要的作用。航順芯片資深FAE/產品經理陳水平認為，物聯網要實現萬物互聯必須靠類似人的大腦來協調、分工、融合，那就必須用到MCU來實現全盤統籌，實現各個模塊之間的通信。

物聯網對MCU

提出“芯”要求

在未來，隨著物聯網的迅速發展，對于MCU產品的需求也會急劇增加。同時，為了順應千差萬別的物聯網應用，對MCU芯片和相關組件的功耗和功能都有了不同的要求，低功耗、集成度高等成為未來MCU芯片市場角逐的主要技術方向。

“為了在物聯網中，能夠便捷地進行通信連接，同時保證數據和設備的安全，對于MCU產品的功耗和尺寸要求非常嚴格，要求低功耗的同時高集成化，若想實現實屬不易。”瑞薩電子中國MCU市場部高級專家吳頻吉同記者說道。

同時，吳頻吉認為，高集成化MCU產品是未來物聯網應用的發展趨勢。隨著智能設備、物聯網等產業的快速發展，無線RF、傳感器、電源管理等搭配MCU成為一種新趨勢。高度集成的MCU不僅可以仿便客戶開發產品，還可減少印刷電路板的占用空間，從而能夠降低一部分成本，將來非常具有市場潛力。

基業長青經濟研究院公開資料顯示，目前有四種MCU改進路徑能夠讓設計廠商具備較強的技術研發能力，并且在內部結構及設計工藝上進行改進以適應物聯網的市場需求。其一，可以通過采用雙CPU或多CPU結構、拓展總線寬度以及開發串行接口總線結構并簡化MCU外部接口電路連接的方式來改變CPU的架構，從而提升MCU的處理能力;其二，可以采用CHMOS等新型制程工藝來幫助芯片降低功耗;其三，通過儲存容量擴大化以及編程在線化，使得片內程序存儲器從EPROM、E2PROM改為Flash或ISPFlash存儲器能夠有效提升儲存器的性能;其四，將一些應用軟件和系統軟件固化于片內ROM中可以簡化用戶應用程序開發工作。

此外，金光一還認為，對于MCU廠商來說，除了芯片本身的集成度、功耗、成本與安全性不斷進化，且打造一個廣闊的產品平臺以外，還需要從多重維度來推進，以應對層出不窮的應用需求。例如，為了使MCU具有推理和運算能力，面向更多的智能交互應用，GD32MCU將配備更強的計算能力和更高的存儲容量，并且會根據需求增加圖形和AI硬件加速器或多核異構來更好的適應邊緣計算的需求。