Cortex-M3 MCU如何走出差異化的8位單片機替代之路

　　前陣子，MCU市場“噩耗”頻頻傳出。由于微控制器產品利潤的不斷下滑，先是富士通半導體宣布出售其MCU業務，緊接著三星半導體也不得不斷臂淡出MCU市場。不過，在眼下陰云密布的MCU市場上也并非只有壞消息，日前，Silicon Labs就宣布簽署了收購Energy Micro AS的最終協議。

　　代理Silicon Labs MCU產品線的知名分銷商世強負責微控制器業務的張園根先生也表示：“富士通半導體和三星半導體退出的主因應該是MCU利潤下滑太厲害，技術優勢不足以彌補。目前除了國際老牌MCU廠商，臺灣和中國大陸新晉廠商也不斷涌入，更是進一步拉低了價格。”

　　市場競爭慘烈，不進則退!尤其是在使用同一內核的市場上，如何實行產品開發的差異化、本地化以及如何提升產品的性價比等，正成為半導體廠商必須面對的挑戰。

　　例如，對于電池供電的手持設備類應用8位MCU替代方案, 基于ARM Cortex-M3內核的32位產品恐怕是最合適的選擇，性價比足夠高、功耗更低、靈活性大。但就連富士通的FM3系列都玩不轉要出售、TI幾乎也要放棄這塊市場轉向主攻Cortex-M0、M4，剩下的玩家又將如何實現差異化競爭，殺出一條生路呢?

　　張園根先生以Silicon Labs公司已獲成功的Precision32混合信號MCU全系列產品(包括適用于USB應用的SiM3Uxxx系列、適用于非USB應用的SiM3Cxxx系列、適用于超低功耗應用的SiM3Lxxx系列)為例，分析了Cortex-M3 MCU在工控儀表、智能家居、便攜醫療、物聯網無線終端、電腦外設等市場如何開辟差異化的8位替代之路。

　　32位單片機是8位廠商向上開拓應用市場的必由之路，最重要的是如何做好集成。看起來似乎張三李四都會集成ARM內核，但是最終的效果是有差別的。張園根指出：“Precision32 系列產品采用Silicon Labs的專利技術Crossbar架構，確保了最大的靈活性，加之SiM3Lxxx系列的令人贊嘆的超低功耗特性、使得Silicon Labs的Precision32 32位MCU系列在眾多ARM Cortex-M3 MCU中脫穎而出。”

　　專利的Crossbar架構確保最大靈活性

　　Crossbar是Silicon Labs的專利技術。如下圖1所示，Precision32系列包括兩個Crossbar，可以連接任意I/O功能到不同引腳。這樣做的益處是顯而易見的，它能夠優化布局，沒有引腳沖突，可定制外設功能集(有益于選擇低引腳數量MCU)。

　　設計人員可以配置芯片引腳以簡化電路板設計，例如配置輸出引腳靠近他們所要連接的芯片。在某些情況下，這種方法甚至可以允許使用更少布線層PCB，從而節省成本。此外，引腳再配置還可輕松應對最終電路板變動難題。

　　當選擇哪些功能連接到引腳，哪些懸空時，這種方法能提供更大的靈活性。特別是在使用帶有少量I/O引腳的小型封裝時，靈活性顯得尤為重要。其他大多數MCU也提供一些配置，但是可能在每個引腳上僅支持一種或兩種功能，限制了選項數量，導致潛在的引腳沖突。

　　使用者不用擔心如此多的配置可能帶來的混亂，應用程序構建器(AppBuilder)工具提供圖形界面，允許設計人員使用拖拽功能配置引腳。一旦配置完成，工具能夠產生加載配置到MCU的引導代碼。該工具可以與商業IDE協同工作，包括Keil和IAR以及流行的Eclipse，Silicon Labs已經加以調整Eclipse以支持Precision32產品。