工控市場抗寒性強 MCU需求持續(xù)走高
從通信基礎設施、便攜消費電子、大型家電到汽車工業(yè)等領域,幾乎每個角落都可以發(fā)現(xiàn)MCU。MCU易構成功能多樣化的控制系統(tǒng)、數據處理系統(tǒng),正逐步廣泛滲透到工業(yè)控制領域,推動工業(yè)系統(tǒng)由機電化向電子化轉移,提高系統(tǒng)運作的效率并降低應用成本。
MCU主要供應商富士通微電子公司產品經理丁潔早表示,由于全球金融危機,富士通2008年出貨量超過700萬片。“但是價格下降了不少,目前一些大客戶普遍要求售價降低5%以上共同度過難關。”丁潔早對于2009年工業(yè)應用市場持謹慎態(tài)度,他認為至少會保持2008年的市場規(guī)模,可能會略有增長。
而NEC電子對2009年工業(yè)市場表示樂觀。NEC電子大中國區(qū)MCU產品市場高級經理松井徹之預計,明年該公司在工業(yè)控制領域MCU的目標是100%以上的增長,他的信心來自于NEC電子的產品性價比,“在激烈的市場競爭中,NEC電子的MCU價格仍保持相對穩(wěn)定的態(tài)勢。”據了解,2008年NEC電子在工業(yè)控制領域的收獲頗豐,出貨比2007年有超過50%的增長。
搭配CAN、Flash迎合工控應用
松井徹之分析因為成本壓力,未來將有更多的歐美、日本工廠轉入勞動力相對低廉的中國,并且隨著中國設計能力的提高,海外委托設計將成為中國代工的新內涵。另外,NEC電子在MCU市場的增長受益于主打全閃存的發(fā)展戰(zhàn)略。全閃存MCU能在研發(fā)階段寫入程序,也可以在MCU安裝到PCB板后進行程序修改,有效地降低了開發(fā)系統(tǒng)的風險。在風聲鶴唳、市場動蕩的全球經濟情況下,市場走向難以準確把握,而全閃存MCU靈活的特性不僅可以輕易根據市場變化更改程序,還有助于系統(tǒng)集成商縮短研發(fā)周期,間接降低研發(fā)成本。
隨著控制功能朝向多樣化的發(fā)展,工業(yè)系統(tǒng)的控制越來越分散。松井徹之指出:“從行業(yè)來看,工業(yè)控制領域產品有著明顯的功能高端化、界面圖形化、接口網絡化的趨勢,因而對MCU的需求在持續(xù)增長。”這些趨勢也對MCU的功耗、外部設備的集成、接口的支持提出了進一步的要求,從而也提高了MCU本身的價值。
與此同時,工業(yè)領域的總線標準尚未統(tǒng)一,使得工業(yè)領域的總線應用得以自由發(fā)展。CAN總線盡管為汽車應用而設計,但是其卓越的性能已經不局限于車身網絡的通訊,其短距高速、高可靠和多主總線的特征特別適合工業(yè)設備控制單元互聯(lián)。丁潔早觀察到,很多工業(yè)領域的客戶都采用CAN總線來降低線束連接的數量,從而降低系統(tǒng)的總體成本,這就需要MCU帶有穩(wěn)定的CAN總線接口。富士通針對工業(yè)應用采用CAN接口的趨勢,推出了產品代號為16FX的MCU系列。該系列相比此前16LX系列有多項功能改進,帶有1~3路CAN總線,最大操作頻率從傳統(tǒng)的24MHz加速到56MHz,采用0.18μm工藝,在16LX系列基礎上大幅降低功耗。這些產品可以面向工業(yè)縫紉機、工業(yè)變頻器、裝配機、兌換機、機械設備控制器以及UPS等應用。
工控系統(tǒng)架構重功能輕形式
工業(yè)控制采用MCU可以顯著改善系統(tǒng)性能,然而現(xiàn)在電子系統(tǒng)對控制核心的要求越來越復雜,MCU在控制之余還需要分身處理數據計算、信號處理等工作,因此,在工業(yè)控制領域出現(xiàn)了DSP+MCU搭配控制的系統(tǒng)架構,以分擔MCU的工作。在這種架構中,DSP被視為MCU的擴充與強化,之前占用MCU資源、耗費效能的控制任務采用DSP來完成.
“在MCU中加入DSP模塊,在工業(yè)控制的某些應用中是必要的,因為這可以加快CPU的代碼處理效率。”丁潔早指出DSP+MCU架構在部分工業(yè)領域已經站穩(wěn)腳跟。UPS、電源供應、變頻器等工業(yè)控制領域成為DSP+MCU架構發(fā)揮的廣闊市場空間。“但目前已有部分市場份額被專用芯片+MCU或者SoC所取代。”松井徹之贊同DSP+MCU具有系統(tǒng)性價比高的優(yōu)勢,在部分應用如中國的電能表行業(yè)、高端三相表和終端產品占有一定的市場,但存在被其他架構取代的危險。
若論DSP+MCU架構的威脅,更多的還是來自該架構本身。使用DSP+MCU的混合架構對系統(tǒng)設計工程師的要求更高,數字控制方法、嵌入式軟件編程、DSP的功能與特點以及MCU與DSP之間的協(xié)同工作,對于新接觸該架構的工程師而言門檻不低;再加上工業(yè)控制應用的運行環(huán)境嚴苛等考慮,用好DSP+MCU模塊對于很多工程師而言并不是一樁易事。
當DSP+MCU架構在工業(yè)界開疆辟土時,32位MCU價格也在悄悄下降,工業(yè)領域中32位MCU的應用正在大幅增長,業(yè)界逐漸認同32位MCU給工業(yè)應用所帶來的價值。半導體調研公司Semicast在報告中預測,工業(yè)和商業(yè)領域中的32位MCU/MPU銷售額將大幅增長。
松井徹之肯定了32位的優(yōu)勢,“但是32位MCU在局部市場的旺銷并不等于32位MCU將主導工業(yè)控制領域。”他指出在每個領域設計者都需要權衡MIPS、程序空間、可擴展性、功耗、成本等綜合因素來選擇采用哪種MCU,“從目前中國市場情況來看,在IA/FA領域,32位MCU占有更多比例;在照明和安全領域,16位MCU可能更主流;而在計量儀表領域,8位MCU還是占有絕對優(yōu)勢。”