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MCU竞争持续发酵,"全拼"时代到来

2015-06-03 老墨 阅读:
ST自2007年发布首个STM32F1系列MCU起,在过去的8年时间里,保持着每年新推1-3个全新的产品线的进度,步调相当稳健。基于ARM Cortex系列的M0、M0+、M3、M4、M7内核,形成了高性能、通用型、低功耗三大产品家族,其中,高性能MCU包括F2、F4、F7系列,通用型包括F0、F1、F3系列,超低功耗包括L0、L1系列。日前,ST发布了最新的STM32L4系列MCU,进一步完善了低功耗产品线的应用范围,至此,ST的STM32平台扩充为九大产品系列。
ST自2007年发布首个STM32F1系列MCU起,在过去的8年时间里,保持着每年新推1-3个全新的产品线的进度,步调相当稳健。基于ARM Cortex系列的M0、M0+、M3、M4、M7内核,形成了高性能、通用型、低功耗三大产品家族,其中,高性能MCU包括F2、F4、F7系列,通用型包括F0、F1、F3系列,超低功耗包括L0、L1系列。日前,ST发布了最新的STM32L4系列MCU,进一步完善了低功耗产品线的应用范围,至此,ST的STM32平台扩充为九大产品系列。 新产品技术细节披露 ST中国区微控制器市场部高级经理曹锦东解释说,低功耗产品线中,L0主要针对低功耗、低成本应用,L1主打有低功耗需求但是对于性能和成本的要求处于中间值的应用。L4系列则主要面向要求低功耗、高性能的应用市场。

ST中国区微控制器市场部高级经理曹锦东
ST中国区微控制器市场部高级经理曹锦东
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据其介绍,L4定位于要求高性能、低功耗的市场应用,通过包括内核架构和低功耗外设的综合创新设计来实现。两款新系列产品STM32L476和STM32L486基于运算频率80MHz的ARM Cortex-M4处理器内核,内置浮点运算单元可支持DSP指令。自适应实时加速器(ART Accelerator, Adaptive Real-Time Accelerator)是新系列MCU的另一个附加优势,它使MCU能够在无等待状态下执行闪存内的代码,处理性能高达100 DMIPS,而功耗仅为100μA/MHz。高达1MB的双区闪存可支持复杂应用和读写同步功能,并提供一个128KB的SRAM。 L4充分利用了ST丰富的低功耗技术,包括根据不同处理需求调整功耗的动态电压调整、内置FlexPowerControl的智能架构和有7个子模式选项的电源管理模式,其中包括停机、待机和最低功耗30nA的关机模式。ST的批量采集模式能使处理器在低功耗模式下仍可与通信外设高效交换数据。 为了让用户更快的投入设计中,ST当前主要可提供三种硬件工具支持,一是灵活的原型开发平台Nucleo,可便于用户进行扩展;二是Discovery kit,主要方便用户评估ST产品的性能,用户在做原型机、样机测试时会毕竟方便;三是评估板,便于用户测试所有的外设。软件方面,ST会在今年Q2同步推出STM32CubeMX,它具有代码生成和功耗计算性能,包含有L4的外设软件库。

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• 第1页: 新产品技术细节披露• 第2页: 智能架构有何优势?
• 第3页:准备好火箭起步模式了吗?• 第4页:IoT/可穿戴市场要求商业模式创新
• 第5页:MCU领域并购、整合将持续加剧
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《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载 {pagination} 智能架构有何优势? STM32L4能够实现能效和性能最大化,并同时确保低功耗,究其原因,除了整合有低功耗的制造技术外,还受益于智能架构与通信外设的独特设计。

图:STM32L4集成了多个外设和大容量存储器
图:STM32L4集成了多个外设和大容量存储器
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L4系列的数字外设包括一个带有专用电源的USB全速控制器,即使系统电源只有1.8V,客户仍可通过USB保持通信。另一个数字外设是Sigma-Delta调制器数字滤波器,可用于连接外部Sigma-Delta调制器或脉宽密度调制麦克风。 模拟外设包括三个12位/5MSps的ADC,内部智能操作功能可支持两种不同的采样速率:低速采样功耗为几十μA,能够限制最大电流;高速采样可使处理器快速返回超低功耗模式。这些ADC提供最高16位的分辨率和硬件过采样功能。参考电压缓冲器通过VREF+引脚为ADC、DAC或外部元器件提供基准电压信号。此外,当MCU进入深度睡眠的节能模式,总体电流降至数百个μA时,两个具有采样和保持功能的12位DAC仍会照常工作。其它模拟外设包括两个功耗仅为300nA的超低功耗电压比较器以及两个运算放大器,运算放大器具有内外部反馈路由和可编程增益放大器功能。 STM32L4智能架构使MCU能够在内核、DMA控制器、存储器和外设之间并行传送数据和指令,从而进一步提升性能和能效。FlexPowerControl是智能架构的另一个优势,有助于实现节能省电设计,当MCU处于低功耗模式时只保留I/O电平,使SRAM保持待机状态,管理特定外设与I/O端口的独立电源。 STM32L486还集成了一个符合高级数据加密标准的256位硬件加密协处理器,结合STM32L4的其它功能,例如独立电池备用域及防篡改输入功能,该加密处理器为智能电表等安全型应用提供了一个强大的产品平台。

ST微控制器产品部产品线市场经理 Jean Julien Pegoud
ST微控制器产品部产品线市场经理 Jean Julien Pegoud
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集成了这么多的东西,且使用比较高的配置,L4的价钱会不会比较贵?对此,ST微控制器产品部产品线市场经理 Jean Julien Pegoud表示,ST从两方面来解决这个问题,第一,ST希望用户能够感觉到L4和其他产品线带来不一样的东西,是性能和功耗的最佳权衡;第二,ST下一步会在同样的性能、功耗标准下,推出“瘦身”的产品线,即外设资源、存储空间相对会精简一些,便于给客户更多的选择。

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• 第3页:准备好火箭起步模式了吗?• 第4页:IoT/可穿戴市场要求商业模式创新
• 第5页:MCU领域并购、整合将持续加剧
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《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载 {pagination} 准备好火箭起步模式了吗? 在注重能效的今天,几乎所有的产品都要在功耗上死磕到底。那么新系列MCU的功耗究竟低到什么程度? 五年前说低功耗,可能是500nA或300nA,而今天STM32L4的最低功耗(电池供电模式)只有4nA。过去ST主打超低功耗的MCU有L0、L1系列,功耗为几十个nA,但技术是没有极限的,也是ST不断推进功耗降低的动力之一。当然,一个MCU不可能永远处于电池供电模式,还有工作模式、睡眠模式、关断模式和待机模式,不同模式的唤醒时间和RAM保存的数据会有所不同。ST通过丰富的低功耗模式来满足用户需求,通过更加精细化的功耗来提升效率。 Jean Julien Pegoud表示,唤醒时间主要取决于两个要素,一是时钟稳定性,从停振到启振需要振荡器稳定性,二是要打开锁相环(PLL)。STM32L4系列在48M以下不需要打开锁相环,因为ST内部的主时钟不需要锁相环就可以工作到最高48M主频,如果超过48M才需用锁相环对频率进行升高。而从停止模式下到48M主频,唤醒时间只需5μs,大大提升了运行效率。

图:在ART Accelerator助力下,处理速度达到80MHz/100 DMIPS
图:在ART Accelerator助力下,处理速度达到80MHz/100 DMIPS
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ART加速器已经证明对高性能MCU会起到非常大的助力作用,过去的F2、F4、F7都用到了这个技术,让ST的MCU在高速率情况下不受到其他因素的影响而使性能降低。此次在L4中依然用到了这一技术,原因是在主频更高的时候性能有更好的上升。特别是在表计市场,对于低功耗、高性能的要求更高,因此这一技术的使用也更为有意义。

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《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载 {pagination} IoT/可穿戴市场要求商业模式创新 早在2007年,ST发布首款STM32F1时,就制定了三个针对中国本土化市场需求的策略,并将总的方向一直延续至今。 首先是耕耘重点行业应用,考虑到中国市场的广博,且每段时期都会有新的应用出现,因此ST决定从垂直应用方面深入研究细分市场的方向和客户需求。由于细分行业的顶尖客户对整个行业都有示范作用,因此ST采取从重点客户入手的进攻方式。 此外,除了顶尖的大客户,中国市场更多的是大量的中小型客户,这部分客户的忠诚度和对产品的喜好程度也至关重要。因此,ST从最底层的功能、使用习惯等入手,重点在中小客户范围内推广,培养他们对ST产品的黏度。早些年ST已经通过大学竞赛等形式在高校进行推广,据称今年还将与ARM一同开展更为全方位的大学计划。 在业务模式方面,广泛地开展合作仍是重中之重,只不过合作的形式有所变化。传统的生态链是ST卖芯片给代理商、增值零售商、增值服务商,然后再卖给客户。如今,ST看到更多的需求是在物联网等更快速发展的行业,而这些行业需要更多的系统和软件支持,传统的生态链已经不能满足市场的需求了。因此,ST会联合更多合作伙伴形成生态系统,包括软件、硬件、IP,甚至过去的竞争对手。对此,曹锦东表示, ST作为MCU和传感器等元器件供应商,也可提供一站式的服务。但除此以外,将进一步与客户、合作伙伴联合起来,用他们的软件、IP移植到STM32平台上,并结合其他的器件,形成整体解决方案。而之所以采取这样的方式,是因为整体解决方案的需求在物联网以及可穿戴应用市场出现最多,这些市场成长非常快,量非常大,且要求更为细化,仅凭一己之力很难满足需求。目前,围绕ARM内核和STM32周边,ST已经形成了强大的生态圈,未来会在中国打造更多这样的生态系统。

图:STM32生态系统、商业模式
图:STM32生态系统、商业模式
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• 第5页:MCU领域并购、整合将持续加剧
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《电子技术设计》网站版权所有,谢绝转载 {pagination} MCU领域并购、整合将持续加剧 目前正值互联网及物联网产业转型和技术转型的浪潮中,大家都在思考如何提升价值,是继续做小而精或小而全的公司,还是融入到大的潮流中进行转型?对此,曹锦东表示,ST通过和其他企业合作在中国市场营造生态系统,希望产业链的各方能发挥各自不同的优势,弥补薄弱的环节,从而实现互补。 联想到MCU厂商近年来所进行的并购或整合,先有瑞萨与NEC电子合并成为MCU市场上的巨无霸,后有以Microchip为典型代表所进行的围绕MCU周边的整合,MCU的竞争日趋激烈,已经从早些年主要拼产品位数或市场规模的时代,进入到了更为注重差异化的竞争时期。 曹锦东表示,用户今天在选择MCU产品时,并不会以位数为主要因素,更多是考虑产品的性价比。随着ARM生态系统的日趋壮大,MCU厂商更加需要强化产品的差异化特性,也正是如此,MCU领域并购、整合的案例频现。而收购不外乎两方面原因,首先是厂商需要更大的市场规模或是更为多样化的产品线来增强竞争力;其次,资本的意义有时大于市场的意义,收购是为了增强在市场的竞争力和价值渗透力。他同时补充,传统生态链是串行的方式,少一环就断了。而现在不一样,少了谁生态链依然存在,在这个全新的商业模式里大家都是平等的,各方在这个生态系统里都可以找到自己的利益切入点,可以迅速形成有效的整体方案推向市场。因此各方都会尽最大的努力发挥来吸引合作方,有利于产业的整体发展。

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