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MCU需要具备哪些特性,才能更好地应用于IoT?

2021-08-30 廖均 阅读:
2021年8月26日,由全球电子技术领域知名媒体Aspencore主办的“全球MCU生态发展大会”,“电机驱动与控制论坛”在深圳市圣淘沙酒店成功举办。MCU业内数十名技术、应用专家和MCU产业链上下游企业齐聚大会现场,共同探讨最新微控制处理器技术、边缘AI、新兴应用和生态发展等热门议题。

2021年8月26日,由全球电子技术领域知名媒体Aspencore主办的“全球MCU生态发展大会”,“电机驱动与控制论坛”在深圳市圣淘沙酒店成功举办。MCU业内数十名技术、应用专家和MCU产业链上下游企业齐聚大会现场,共同探讨最新微控制处理器技术、边缘AI、新兴应用和生态发展等热门议题。BZtednc

兆易创新GD32:MCU市场领跑者

智能化的不断普及推动了MCU的发展,越来越多的用户开始使用MCU来开发各种类型的智能硬件和电子系统。BZtednc

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兆易创新产品市场总监金光一BZtednc

GD32是中国MCU市场的领跑者。据兆易创新产品市场总监金光一介绍,兆易创新2013年推出的GD32F103是中国首个Cortex-M3 MCU产品系列;2016年推出的GD32F450是中国首个Cortex-M4 MCU产品系列;2018年推出的GD32E230是中国首个Cortex-M23产品系列;2019年推出的GD32VF103是全球首个RISC-V内核通用32位MCU产品系列;2020年推出的GD32E503是中国首个Cortex-M33 MCU产品系列。BZtednc

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过去8年GD32 MCU年出货量近700,000,000颗,出货量年复合增长率超过160%。BZtednc

GD32采用的工艺也在不断进化。2013年推出的GD32F103采用110nm工艺;2016年推出的GD32F450采用55nm工艺;2020年推出GD32E503系列采用40nm工艺;今年开始在高性能、超高性能的MCU中采用22nm工艺。BZtednc

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金光一先生表示,兆易创新不断关注市场需求的变化。在工业领域,市场需求向算法和泛周边扩展,因此不断支持高精度的工业控制及高性能数据处理,提供电机控制(MCU+驱动+信号链)整体解决方案,增强数字电源及能量管理,并全面布局基建各领域。BZtednc

而消费电子向着连接和智能化扩展,所以兆易创新支持各种类型的有线与无线连接,以及图形化应用界面及显示,实现了家电及AI应用创新,并提供多种的解决方案和传感器融合。BZtednc

汽车电子市场,则是向前装后装同步扩展。对于汽车前装,是向车身电子方面努力;汽车后装则包括车载影音、导航有一些周边的应用;此外还有车规级MCU认证。BZtednc

国民技术N32系列:通用安全MCU助力IoT应用创新

国民技术执行总监钟新利介绍了面向IoT应用的MCU技术发展趋势,解释了国民技术通用安全MCU产品特色及发展路线,并通过实例呈现了通用安全MCU助力IoT的应用创新。BZtednc

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国民技术执行总监钟新利BZtednc

IoT物联网由感知层、传输层、平台层和应用层组成。感知层中有传感器、RFID、定位系统和二维码;传输层包含近距离有线传输和远距离有线传输;平台层包含设备管理平台、接入网络平台和应用开发平台;应用层则包含安防、交通、物流、工业、家居和农业等应用。BZtednc

IoT应用开发中面临着各种设计挑战,例如要求高能效、低能耗;更广泛的连接;更高的安全性。要实现高能效、低能耗,就需要极低的静态功耗、可快速响应、低动态功耗、更智能的外设接口以及更宽的工作电压。目前物联网中使用的连接标准有很多,有Sub-G、LoRa、BLE、Zigbee、Wi-Fi、NB-IoT、4G/5G等,支持这些标准也面临挑战。物联网的安全性也是设计中面临的一个主要挑战,涉及固件安全、设备合法性、密钥存储、关键数据存储和通信数据安全。BZtednc

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国民技术持续创新为用户提供安全、可靠、低能耗、高算力的通用安全MCU产品,基于ARM Cortex-M系列32位处理器内核,内置嵌入式高速闪存、低功耗电源管理,集成数模混合电路,并内置硬件密码算法加速引擎以及安全单元,形成高集成度、高性能、低功耗等特色的安全芯片产品和通用安全MCU产品,全系列产品覆盖多种应用场景。可广泛应用于穿戴式设备、智能家庭物联终端设备(如智能家电,智能门锁/门禁等)、电机控制、智慧城市节点控制、工业控制、智能表计、医疗、电池及能源管理、生物识别、通信、传感器控制以及机器人等领域。BZtednc

国民技术通用安全MCU技术发展趋势表现在亚阈值及电源管理技术、更高的可靠性、总线并发架构技术、数模混合设计架构技术、安全架构技术。BZtednc

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钟新利先生列举了通用安全MCU助力IoT应用创新的实例,如高速ADC让激光雷达测距更精准。BZtednc

这一实例的技术创新点如下:BZtednc

  • 高精度的PWM时钟及灵活的配置输出,且可与ADC进行联动触发
  • 内置高达5Msps采样率的12bit高精度ADC,做到实时反应传感器信息,不失真
  • 高达108MHz主频的M4F内核处理器,内核支持DSP指令和浮点运算,更快速计算距离信息

灵动微电子MM32F5270:基于STAR-MC1内核的全新微控制器

大会中灵动市场部产品经理李珂介绍了基于STAR-MC1内核的全新MM32F5270系列MCU。全新的MM32F5270系列MCU相对于现有产品做了全面的升级,可广泛应用于工业控制、消费电子、电力和楼宇控制等。BZtednc

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灵动微电子产品经理李珂BZtednc

李珂介绍,MM32F5270系列相较于MM32F3270系列有大幅升级,主要表现在以下方面:BZtednc

  • 搭载安谋中国STAR-MC1内核

Armv8-M Mainline架构,20%CoreMark提升BZtednc

集成FPU和DSP,更大的L1 CacheBZtednc

集成KB TCM,带32KB ITCM+32KB DTCMBZtednc

  • 大容量Flash和RAM,支持XIP扩展
  • 双FlexCAN通信
  • 全双工I2S
  • 双3MSPS ADC,支持硬件过采样
  • 独立PLL,USB,ADC
  • 更灵活的外设互联MindSwitch,拓展用户场景

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MM32F5270可应用于工业控制、消费类、打印机和电力、楼宇控制。具体来说,在工业控制中用于小型PLC、变频器、步进、缝纫机和机器人;在消费类产品中,可用于指纹模块、智能家居、影音娱乐、扫地机器人和家电主控;打印机有条码打印机、微型打印机、3D打印机和条码扫描仪;电力、楼宇控制包括电梯控制、消防监控、电力监控和通信转接。BZtednc

MM32F5发展方向表现在以下几个方面:BZtednc

性能扩展:BZtednc

  1. 主频提升,>200MHz
  2. Flash和RAM容量扩展
  3. 内核扩展

HMI扩展:BZtednc

  1. Camera接口
  2. Graphic LCD控制器
  3. Image2D图像处理加速器
  4. SDR/DDR控制器

工业扩展:BZtednc

  1. 编码器接口
  2. Sigma-delta demodulator
  3. 硬件算法加速
  4. 高精度PWM

通信扩展:BZtednc

  • USB HS,LPM
  • CAN FD,XL
  • EtherCAT拓展
  • I3C

雅特力AT32:如何突破MCU性能

雅特力于2016年成立,是重庆第一家微控制器芯片(MCU)设计公司。在此次MCU大会上,雅特力业务处长陈佳延的演讲主题是“雅特力AT32 MCU产品布局与性能突破”。BZtednc

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雅特力业务处长陈佳延BZtednc

陈佳延介绍,雅特力AT32 MCU产品分为五大类:低功耗、超值型、主流型、高性能和无线型。BZtednc

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AT32F435/437 MCU是业界最高主频MCU,可应用于智能扫地机、微打印机、物联网网关、串口服务器、HMI、LED显示屏,二维码扫描,工业控制和5G应用,带Cortex-M4 288MHz CPU、DSP+FPU、256/1024/4032KB Flash和512KB SRAM。BZtednc

AT32F425是极致USB OTG性价比MCU,可用于电竞键盘、电竞鼠标、USB周边、微打印机、OBD、工业控制和马达电机控制等,带Cortex-M4 96MHz CPU、DSP、32+4/64+4KB Flash和20KB SRAM。BZtednc

下面的图列出了雅特力MCU在工业控制、汽车电子与电源、商务及消费电子领域的应用。BZtednc

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睿赛德RT-Thread:小而美的物联网操作系统

AIoT市场趋势的加速形成,使得产业对更加强大和平台化的操作系统的需求更为迫切和广泛。睿赛德科技的RT-Thread 是一款开源物联网操作系统,具备一个 IoT OS 平台所需的关键组件,例如GUI、网络协议栈、安全传输、低功耗组件等,可应用于能源、车载、医疗、消费电子等多个行业。BZtednc

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RT-Thread开发者生态运营总监陈峰 BZtednc

睿赛德科技RT-Thread开发者生态运营总监陈峰在MCU大会上介绍,RT-Thread具有较好的安全性,符合IEC61508 SIL3 标准认证、EN50128 标准认证和ISO 26262 标准认证。在数据存储方面,提供 TinyCrypt 嵌入式加解密库,支持 AES、base64、SHA、MD5 等;在安全启动方面,提供安全的 Bootloader,集成高可靠的 OTA 组件;在线程保护方面,提供线程堆栈隔离,使线程不会互相影响,并且自动检测堆栈溢出;在云端连接方面,所有通信均可支持加密传输,例如: https、mqtt(tls)、CoAP(dtls)。BZtednc

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RT-Thread商用支持主流MCU架构,如 ARM Cortex-M/R/A, MIPS, X86, Xtensa, C-Sky, RISC-V等,以及市场上的主流MCU 和 Wi-Fi 芯片,如英飞凌科技车规级32位AURIX TriCore多核控制器、RA 系列 32 位 Cortex-M MCU、沁恒RISC-V MCU、中科蓝讯RISC-V MCU  AB32VG1等。BZtednc

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廖均
电子技术设计(EDN China)产业分析师
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