【工业开发者论坛精彩笔录】32位MCU助推产业升级

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    *  2011西部工业开发者论坛精彩笔录

本文整理自上海丰宝电子公司技术专家在2011西部工业开发者论坛上的演讲。

随着技术的进步，目前MCU的发展已经从8位向32位过渡。单片机的应用领域基本上包括了我们生活当中的每一个方面，从你早上起床用到的电子闹钟，刷牙的电动牙刷，去上班需要乘用的一些交通工具，比如汽车、电动自行车，到工作当中用到的所有机器设备，里面都会有单片机。基本上从小玩具、家电到军工，各个方面都会有单片机在里面，可能平时大家感觉不出来，但实际上它应用到了生活当中的每一个部分。

目前32位单片机的市场容量已经超过了8位和16位的总和，可以用一个词叫大行其道来形容。几年前的市场调研就已经做出了这个预测，到2011年我们已经完全看到市场容量达到了预测的情况。这是从2006年到2009年，国外调研公司做的一个调研。在做一个新产品、新项目的时候，工程师的选择是8位单片机还是32位、64位t或者其他的单片机？基本上在所有的应用里面32位单片机的使用是处在遥遥领先的状态。这个表是实际每年销售的情况，市场状态上切切实实的数据。这条线是8位单片机的销售额，是按月来分的。这是16位单片机的销售情况，32位单片机的销售额从1997年开始一直处在上升的趋势。在2009年，32位单片机的市场容量已经接近了8位单片机的市场容量。

 

 

为什么32位单片机能够逐步取代8位单片机及16位单片机的市场？32位单片机的一些非常优异的特点决定了这个情况。

第一，32位单片机有更高的性能，而且还有一个不是很贵的价格。这个很重要，因为在国内基本上每一个客户都会考虑到性价比的问题。32位单片机有更高的性能，体现在什么地方呢？32位单片机的容量更大，通常8位单片机的容量是很小的，一般是8K、16K到64K，而32位单片机的容量可以做到256K、512K，甚至1兆、2兆。32位单片机的外设扩展会更加丰富，8位单片机很少有带以太网、USB的。但是32位的系列当中，这些外设非常丰富，基本上大家能够想到的它全部都有。

第二，单一功能和高集成度。很多MCU在慢慢走向专硬化的市场，比如我要驱动马达，有一些单片机会内置一个马达驱动控制器，非常简单。又比如我要做一个以太网，一些单片机会内置一个以太网的控制器，用户使用起来就非常简单和容易。

第三，低功耗设计和能耗管理。在32位单片机里面有一个单独的电源控制系统，不用的部分可以手动的用程序来设计，哪些地方要用这个功能，不用的部分可以把电源关掉，以达到省电的目的。

第四，开发工具的融合。自从ARM公司收购了Keil以后，开发工具的融合趋势已经非常明显。在开发工具部分，从工程师的角度来看，如果今天用这个开发系统，明天做另外的项目又需要换另一个开发系统，工程师熟悉起来难度比较高。开发工具融合之后，我可以选择一个32位的开发系统，之后的整个32位系统都能够兼容。我今天可能用的是Atmel的芯片，但是下一个项目我可能会用NXP的芯片，根本不需要考虑我的平台需要换什么样的开发系统，很简单，因为开发工具是兼容的，完全可以做到一样。

目前32位MCU市场竞争的情况，因为ARM体系在嵌入式系统里面的增长非常迅速，它在微处理器市场的增长带动了其在MCU市场的领先优势，特别是ARM7的市场是最早，在国内也是最成功的。接着ARM公司又迅速推出了一个Cortex-M3的单片机，这个会逐步成为32位单片机主流的一个市场。同时M0的推出，目标直指8位和16位单片机市场，将来会取代8位和16位单片机的市场。

目前32位单片机的供应商非常多，当然竞争也是非常激烈的。像NXP、ST、TI、Broadcom、Samsung、ADI这些大牌厂商加入了ARM阵营，采用ARM公司Core单片机。当然有一些公司延续了自己专有的核心路线，像Microchip、Infenion、Renesas，因为他们公司有自己的核，所以会继续沿用自己的。还有一些公司，如Atmel、Freescale，是兼而有之，既有采用ARM的Core，也有采用自己的Core。可以看到整个市场的竞争十分激烈，供应商也非常多。

即使是同样的内核，比如都是采用ARM的Core，各厂商之间的竞争也十分激烈，怎么样去参与竞争呢？他们可能在采用相同Core的时候会采用不同的外围功能，采用自己优化的优势和特色，来追逐这个市场。

看一下国内的情况。2008年的金融危机对大家的影响是很小的，对整个MCU市场的影响也非常小。最近几年，国内电子市场发展非常迅猛，特别是新能源、医疗、汽车、智能家居等产业迅速发展，带动了整个MCU的迅速回升，而且这些新的应用市场基本上全部采用的是32位单片机，所以，32位单片机的市场迅速往上攀升。我们预测，2015年国内MCU市场的收益会达到47亿美金，比2010年的28亿增长三分之二，平均年复合增长率会超过10%，即基本上MCU市场每年都会以两位数的速度向上增长。这就是为什么国内这些大厂积极在国内布局，进入32位单片机市场的原因。

为什么最近几年国内产业升级非常快呢？产业升级在国内体现的非常明显，很多产业从沿海发达地区向内陆进行转移，这也是一个产业调整的过程。我们来看一下，在能源方面，比如电力系统，以前大家用的都是机械式的电表，需要人工抄表，而现在的电表全部是电子式的，抄表系统也逐步向智能化和自动化发展。在这个系统里面，目前基本上全部是32位的市场，所有竞争也都集中在32位的MCU里面。不管是用电表，还是用采集器、集中器，都是采用MCU的32位系统。在LED照明和太阳能方面，太阳能的每一个系统里面基本上全部采用32位的系统，因为要做到人性化，要包括友好的人机界面系统和显示，8位单片机无法满足这些功能的要求。

在交通领域，在最近的一二十年，我们国家的交通发展是最迅速的。在智能交通领域，汽车电子系统里，基本上你所看到的娱乐系统、控制系统都在向32位系统转移，特别是娱乐系统、车载的定位导航这些，里面全部有32位系统。

在将来五到十年的时间内，医疗都是朝阳产业。因为生活水平提高了，大家的日子好过了，对健康的追求也会比较高，每个人都希望自己健康，所以医疗产业是未来发展的一个很重要的市场。在医疗电子行业里面，我们以前看到的MCU都是8位单片机，但是现在随着功能的需求越来越多，32位单片机的市场已经越来越大，在医疗电子里面已经有超过60%的份额。

32位单片机在工控里的应用就更多了。以前，中国工控的产品很多是半自动化的，甚至是人工的。现在在工业机器全部是智能化、自动化，还有友好的人机界面系统，有触摸屏显示，操作起来非常容易。在纺织工厂里面，工业的缝纫机使用触摸屏，点一些按纽，所有的信息都会显示出来，衣服过来的时候就会立刻显示这件衣服的编码，非常容易。对于电机控制系统来说，32位MCU也是非常重要的。因为我们国家在追求低能耗，对冰箱、空调都有能耗的要求，所以电机控制系统都在向着变频的系统发展。传统的8位单片机很难做到变频系统，基本上都是32位的系统在处理。

在消费类领域，现在很多的消费类电子产品都在向32位系统转移，比如咖啡炉，现在的咖啡炉不像以前那么简单，不是点一个按纽、就冲一下咖啡这么简单，它有很多的选择，里面有很多的界面，甚至可以告诉你咖啡冲泡的过程，可以选择比例，可以通过触摸屏控制冲什么口味的咖啡出来。这些都是8位单片机所无法实现的，因为它的速度和性能满足不了。

在中国市场上，32位MCU的市场是最为抢眼的。在MCU风光的背后，深层次的原因是我们国家产业升级的需要。因为32位单片机正好契合了目前整个市场发展的需要，而受到市场的青睐，快速的推动整个产业向前发展。如果没有这些控制的核心，你很难让这个系统有大的质量的飞跃。我们刚才讲到MCU的市场竞争很激烈，面对这么多的品牌，如何去选择？从供应商的角度如何选择？工程师如何选择？不像以前的8位单片机，一个工程师可以从头做到尾，从一开始的项目设计，包括硬件、软件，甚至到测试，全部一个人完成。32位MCU的项目都是比较复杂的，一般需要多人协作来完成。在32位系统里面，ARM系统作为业内开放的处理器核心，具有明显的优势。而且ARM系统在中国的教育里面走得也比较靠前，大部分工程师在学校里学习的都是ARM的系统，所以会更倾向于选择用ARM系统开发项目，这也有利于一个项目设计的进度。

在32位单片机里面，讲一下NXP这家公司。这家公司也有32位单片机的产品，它的前身是Philips。在2006年，Philips把半导体这部分独立出来，成立一家公司就叫做恩智浦，它已经有超过50年以上的半导体经验。它在2010年的销售额是4.4美金，每年的研发投入超过550million，目前它的专利数超过5400个，雇员有37000多人，分布在全球超过20个以上国家，有6个wafer晶圆厂和6个测试的工厂。在32位单片机里面，NXP公司没有自己的core，全部采用ARM的core。从最早的8051单片机，到ARM7，ARM9，再到Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4，这些全部是ARM的core。

NXP的产品根据所用ARM公司core的不同分了几个系列，最早是ARM9和ARM7，ARM9和ARM7的产品是非常成熟的产品，它的ARM7产品在中国的市场上是做的最成功的，市场占有率也是最高的。在接下来的Cortex系列里，产品也是比较全面的。从M0、M3到M4，是一个全面的系列。整个系列将来会成为ARM32位单片机系统的主流和核心，这一部分主攻8位和16位单片机市场，带有DSP，这是一个双核的产品，有一个M0，有一个M4的core，是比较高端的一个系列。

NXP比较强势的地方是外设，它在外设通常会用到的USB、LCD、马达控制和以太网这4个方面很有优势。现在的人机界面是非常优秀的，有很多的产品都需要人机界面来进行和用户的交互。人机界面里面包括马达的控制，还有以太网。因为现在要实时和外界进行连通，所以网络也是非常重要的一个方面。USB、LCD、马达控制和以太网，这是他们核心的部分。这是他们整个产品的系列，基本上有250个以上的产品可以供大家去选择，在ARM系统里面也是非常全的。

 

第四部分，我讲一下我所在的公司，我希望我们的公司成为一个合格的供应商。我们公司是代理商，也有自己设计的产品，我们公司总部是在上海，办事处遍布了国家大部分的区域。这是我们代理的一些产品线的情况，最主要是在32位单片机，我们代理的是这一家的产品。销售的网络非常全，基本上覆盖了所有的区域。

这是我们的行业地位，我们连续8年获得过电子商情的最佳大陆分销商。这是我们的一些解决方案。我就讲这么多，谢谢大家！

本文整理自 2011西部工业开发者论坛的演讲内容，欲了解更多详细信息请访问www.52solution.com/data/datainfo/id/5170