向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

是什么市场造就MCU销量增长10倍?!

时间:2018-09-05 作者:赵明灿 阅读:
随着电子系统设计日趋复杂,加之32位MCU的不断优化,8位机、16位机过渡到32位机已是大势所趋。同时,为了实现更高的效率(节能)、无级调速以及更加安静,电机也有望从传统的交流感应电机过渡到最新的三相无刷电机。产品的更新换代为我们创造了大量商机,这对灵动微电子这家MCU厂商来说,也创下了年销量增长10倍的奇迹。那这家公司又具有怎样的市场策略和产品创新,而从客户手中拿下了如此多的订单呢?

随着智能化时代的来临,MCU(微控制器或单片机)的需求正在呈爆发式增长。不经意之间,我们生活中的万事万物——电风扇、智能表计、抽油烟机、电梯、电动工具、电动车等等等等——就都采用了MCU控制。

随着电子系统设计日趋复杂,加之32位MCU的不断优化,8位机、16位机过渡到32位机已是大势所趋。同时,为了实现更高的效率(节能)、无级调速以及更加安静,电机也有望从传统的交流感应电机过渡到最新的三相无刷电机。产品的更新换代为我们创造了大量商机,这对灵动微电子这家MCU厂商来说,也创下了年销量增长10倍的奇迹。那这家公司又具有怎样的市场策略和产品创新,而从客户手中拿下了如此多的订单呢?日前,在灵动微电子举办的第三次MM32 MCU协作者大会上,包括六大新品(又包括自研的仿真器/编程器、“电机之芯”)、各种Demo展示,该公司为我们一一揭开了分晓。

四方面努力(APPS)、三大价值观(利他、诚信、努力必有回报)

会议开始,灵动微电子董事长兼CEO吴忠洁博士首先表示,灵动这些年来一直在四个方面做努力:APPS(应用功能、性能、价格、服务)。对于应用功能,灵动一直以来都不是在闭门造车,而是去看市场的需求来提供对应的功能。功能是让大家能够把产品做出来,性能则是使产品能做得更好。价格是让产品能做得更有竞争力。服务则是灵动区别于其他友商的一个重中之重的部分,即全方位的、立体的服务。

mm32mcu-1.png

灵动有三个方面的价值观:一,秉承利他(互惠)主义;二,诚信;三,努力必有回报。在灵动看来,只有客户挣到钱了,灵动的芯片才能大卖,这样客户才会对灵动有兴趣,才会对其提供支持。这样才能形成良性循环。MCU是种核心器件,但是货值相对不是太高,而且新产品的开发过程和design-in的周期比较长,比较花精力。因此灵动和客户之间要相互包容,要有耐心,要相互支持。

新版内核、六大新品

灵动微电子MCU产品事业部总经理娄方超为我们带来了“MM32 MCU市场/研发及新产品介绍”。他表示,每年灵动都想给各位带来新的东西,能够帮助各位在事业上取得进展。

mm32mcu-2.png

MM32 MCU产品销售量相比去年同期增长10倍!以下是MM32 MCU的热门应用。其中有相当一部分带到了会场进行展示(见后)。

mm32mcu-3.png

mm32mcu-4.png

今年MM32架构迎来全面升级。以往工程师所熟知的是m版内核;今年灵动启用了n、q和p版内核,在多计算与跳转、顺序执行和循环跳转等方面实现了更大的提升。拿友商产品对比,n版内核约为其百分之七八十效能,q版内核基本打平,而p版内核则实现了超越。“用我们架构师的话来说,未来限制MM32 MCU性能的因素,恐怕就只有CPU内核了。这说明我们已经把架构的优化做到了极致。”娄总表示,”这还只是开始。大家知道,MCU频率跑高后,性能并不一定等比例上升。而在n版架构重新改写了性能体系之后,从n、q到p版内核,性能却能实现大幅提升。之所以做这样的架构升级,也是为了适应MCU未来发展趋势。现在主流的MCU还集中在180、130、110nm,未来势必会往更高工艺去走,更容易发挥高主频的特性,因此必须要有新的架构来顺应。”

mm32mcu-5.png

 mm32mcu-6.png

灵动也一直在功耗上面做努力。MM32包括运行模式、停机模式和待机模式。从m到n、p、q,运行模式功耗逐渐降低;停机功耗实现断崖式降低。“虽然以往m内核已有很好的待机功耗,但是从待机模式转到运行模式需要时间,现在越来越多的应用希望芯片能够快速唤醒、快速响应,因此芯片开发出了停机模式,要求停机功耗能大幅降低。”娄总说。待机功耗到n、p、q版本则仅为百uA级。

mm32mcu-7.png

此外,灵动不仅仅是一家提供芯片的公司,今年MM32的生态体系也全面升级。芯片只是生态中的一个部分,灵动还花了2/3的研发资源去做生态,包括文档、手册、函数库、例程、开发板等,都有非常明显的进步。

mm32mcu-8.png

今年灵动提供的MM32新品之一是超高性能、大容量M3内核的MM32F103xCxE。它有一个神秘之处是它提供Turbo Mode(提速模式),在此模式下标杆可以跑到168MHz,可能是大家用过的最快的M3。高主频对于密集运算有好处。例如生物特征识别,传统上需要0.7~0.8s才能完成全套解算,而客户在用了这款新MCU后反应,现在只需0.2~0.3s即可实现。

mm32mcu-9.png

另外,它还内置了大容量的Flash(256或512kB)和RAM(64或128kB),以及丰富的外设。后续这个系列产品还会继续演进,例如升级到L系列,FSMC、LCD80乃至以太网接口等可能会加入到其更高阶的L3系列上。

MM32新品之二是精简型Cortex-M0的MM32F003,作为MM32F031产品的补充。这款产品号称主频最高、性能最强,并支持超小型QFN20(3mm*3mm)封装。并且其现在全面升级,主频翻倍(价格不变、性能翻倍)达到48MHz。

mm32mcu-10.png

MM32新品之三是大容量Cortex-M0的MM32F031xB。它也顺应客户的需求,将内置Flash升级到了128kB,媲美中阶Cortex-M3 MCU的规格。

mm32mcu-11.png

MM32新品之四是MM32SPIN2x/x20B/x22C,专为电机而生。(后面有详细介绍)

mm32mcu-12.png

MM32新品之五是MM32-LINK调试器。它是首款由本土MCU厂商自主研发的在线调试开发工具,支持MM32F/L/W/SPIN全系列MCU,以及KEIL&IAR。(后面有详细介绍)

mm32mcu-13.png

MM32新品之六是MM32-LINK ICP/APM下载烧录器。对于128kB下载仅需2.8s,支持ICP(在电路编程)下载及自动编程器(APM)。“以前对于128kB下载,7到8秒比较常见。现在只要2到3秒就能下完(1秒1分钱),省的就是钱。”娄总强调。

mm32mcu-14.png

另外,灵动还有很多第三方合作伙伴的支持,比如在第三方烧录器支持方面就非常丰富。另外,得益于这些支持,灵动才得以提供MM32 MindSafe安全生态系统,如下。

mm32mcu-15.png

最后,他指出,MCU关键技术需求及发展机遇如下。

mm32mcu-16.png

 mm32mcu-17.png

编程器/仿真器速度提升,意味着效率提升,也即省钱

灵动微电子首席科学家刘强老师为我们介绍了“MM32 MCU生态系统及客户支持”。灵动提供的软硬件技术支持如下。

mm32mcu-18.png

他指出,MM32-LINK仿真器是灵动今年2月份完成、具备实用性的产品。速度非常快,可能是目前最快的仿真器。MM32-LINK编程器,如果是4kB程序,大概只需0.1~0.2秒;128kB的话,大概是2.7~2.8秒。另外对于高压应用的话(比如高压电机驱动),安全性比较重要,因此灵动也做了带隔离的仿真器MM32-LINK-Isol。另外还有量产编程器。

灵动做了一个MM32固件库,将其所有的芯片全部抽象成了一个MM32.h头文件。它与灵动早期的固件库兼容,后续也可以做更多芯片的支持。对于代码参考例程,早期的代码可能多少有些隐患,但现在所有的代码已全部重写,并做了阻塞/非阻塞、同步/异步,不会出错。操作起来,用户只要拿到灵动的driver或DSP,就可以方便利用。

mm32mcu-19.png

mm32mcu-20.png

该固件库架构如下。MM32.h中做了很多抽象,里面几乎没有冗余代码,保证无错(有错发红包,哈哈)。硬件抽象层(HAL),虽然与早期兼容,但是把原来的错误全部改掉,甚至架构都不一样。板级支持包(BSP),是对中断、电源通道等的处理做一个工具软件进行折中。

mm32mcu-21.png

做固件库的目的,是用于应用程序接口(API)和项目助手(PA)。最终目的是让用户用了灵动的MCU后,不会再回去用其他MCU。

造就MCU销量增10倍的是:电机!

灵动微电子MCU产品事业部市场总监黄致恺的主题是“电机之芯的提供者——MM32SPIN系列”。

mm32mcu-22.png

MM32 MCU的5大系列如下。MM32SPIN系列是灵动去年正式宣布进军电机市场时发布的系列。SPIN即旋转。MindSPIN则是MCU电机平台的概念。客户只要在其上修修改改,就可以立即使用,甚至做出商品来。

mm32mcu-23.png

MindSPIN包括两个部分,即MCU和方案。方案包括电机驱动的正弦波、方波,以及电源部分。灵动除了有自己的团队在做部分例程,比如风机应用,还有方案商在提供无线充电、电动车等的协作平台。MCU则包括控制器和驱动器两类。控制器类MCU包括标准和专业两种内核,专为电机/电源领域重新设计、重新定义。驱动器类则包括驱动和预驱动两种,把DC/DC等也集成了进来,不仅可以简化设计,还可以降低PCB尺寸。

mm32mcu-24.pngmm32mcu-24.png

为什么电机如此重要?

如下图(中国大陆+台湾地区风扇供需趋势)所示,在2012年以前,电机的需求在成长。产能又比需求多,其中有很多是外销。而在2012年后,电机的需求呈倍数增长——从前面娄总的演讲当中(MCU一年增长10倍)就可知。

mm32mcu-25.png

从政策来看,每个国家的政府都在费尽心思地想要节能,提高效率。据相关调查指出,全球有40%的能源消耗在电机上。事实上,电机与我们的生活和工作息息相关,如空调、风扇、地铁、电梯,里面都有电机存在。因此,灵动将电机立为一个目标是非常正确的方向。

此外,为了实现无级调速、静音和节能,电机也从传统的交流感应电机一路发展到最新的三相无刷电机。

mm32mcu-26.png

mm32mcu-27.png

MindSPIN SPIN0 MCU系列是灵动的电机控制产品之一。它是具有除法器的M0(SPIN05),除法器对电机控制相当重要,可以加速算法的执行时间。如果要做仪表,那SPIN06/07可以支持CAN总线。这两款器件主频高达96MHz,采用20引脚三相支持的最小封装。此外,该系列还支持其他电机专用辅助外设,可以将采样电阻由三个缩减到一个,并内置了比较器(电压比较器可以用作模拟看门狗)。

mm32mcu-28.png

SPIN2 MCU系列则是今年推出的明星产品,一个MCU(M0)即可驱动两个电机,而这在以前可能要M3、M4才可做到。因此,它里面包含了两个独立的ADC,并集成了4个高速运放以及5个比较器,这样就可以减少产品设计的总BOM成本。除了除法器之外,它还具有开根号功能,这在电机控制里面也非常常见,例如矢量合成。其最高主频达96MHz,PWM达192MHz。

mm32mcu-29.png

mm32mcu-30.png

合作伙伴分享

此外,灵动还邀请到了Arm和两位方案开发合作伙伴——博特盛和上台万德科的代表上台发言。Arm公司嵌入式市场高级经理耿立峰在其“Proven Foundation for Embedded Compute Everywhere”主题演讲中指出,随着智能化的升级,8位机和16位机正慢慢被32位机侵蚀和替代。这得益于32位机本身的性能、成本和功耗在不断优化,以及系统正变得越来越复杂。

mm32mcu-31.png

他表示,现在灵动的产品主要是基于M0和M3(Armv6-M),这两种内核经过了充分的市场验证。后续Arm出现了M0+和M4内核(Armv7-M),随着流水线的调整,功耗有所改善。再后续,Arm考虑到IoT信息安全,发布了Armv8-M内核,引入了TrustZone架构。这是在Arm A系列中应用较成熟的一个技术。TrustZone中具有有效物理隔离的机制,对于手机支付、高清电影版权保护等应用,可以实现安全信息的隔离。通过将这个机制引入到MCU中,可以实现云和端之间的安全管理。

mm32mcu-32.png

除了CPU内核技术以外,Arm现在还在倡导PSA(安全平台架构)。它不仅仅跟芯片相关,还跟软件、云端、操作系统等都有关联。Arm认为,只有大家认识到安全在嵌入式系统中的重要性,才会去开发一些新的方案。因此Arm会在这个架构下做一些攻击分析,让大家理解安全对嵌入式系统带来的威胁,并相应地开发如何去规避、改善并实现这些相关规格。

mm32mcu-33.png

此外,深圳市博特盛科技有限公司的夏田分享了基于MM32 MCU的无线充电方案;万德科有限公司陈若明、杨四清分享了基于灵动MM32 MCU的电机方案(无感FOC、有感正弦波等)开发。

DEMO展示

在会场外,灵动及其合作伙伴展示各种Demo,包括智能水表、打印机控制、低压风扇、电动工具、手持吸尘器、服务器散热风机、高清显示、LED点阵屏、平衡车、蓝牙控制、无人机、电子烟、电动车、智能标签等,如下。

mm32mcu-34.png

智能水表

 mm32mcu-35.png

手持吸尘器

mm32mcu-36.png

数字对讲机

mm32mcu-37.png

电动工具

mm32mcu-38.png

低压风扇

mm32mcu-39.png

打印机控制

mm32mcu-40.png

电子烟

mm32mcu-41.png

无人机

mm32mcu-42.png

高清显示

mm32mcu-43.png

蓝牙控制

mm32mcu-44.png

平衡车

mm32mcu-45.png

智能标签

mm32mcu-46.png

LED点阵屏

mm32mcu-47.png

mm32mcu-48.png

电动车

mm32mcu-49.pngmm32mcu-49.png

服务器散热风机

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
您可能感兴趣的文章
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告