2013年是可穿戴设备产业的元年,而2014年则是可穿戴设备产业蓬勃发展的一年,各厂商都想在这个冉冉升起的市场上分一杯羹。目前的可穿戴设备的解决方案中,MCU是可穿戴式设备中不可或缺的关键部件,如何实现芯片在小尺寸、高集成度、续航能力的要求是非常重要的。因此各大芯片厂商均推出低功耗与高效能的MCU芯片,以满足可穿戴市场的需要。
如何在竞争激烈的MCU市场上立足,如何实现MCU满足小体积中的低功耗?恩智浦半导体大中华区微控制器产品线技术市场经理张小平接受了《华强电子》专访,并分享了恩智浦MCU在可穿戴市场方面的成功经验。
构架的选择:功耗更低的ARM Cortex-M系列
MCU考虑的是功耗、效能、成本、体积与系统设计平台的一致性。在MCU架构的选择中,考虑到当前英特尔x86架构的功耗,恩智浦暂时不把它用于穿戴式设备的设计开发,而是选用ARM架构。目前基于ARM架构的MCU产品有两种选择:Cortex-A系列与Cortex-M系列。两者都具有与Android系统的适配性,适合于高中低端的可穿戴式设备。但由于特性不同,也各有优点。
在张小平看来,“Cortex-M系列能够与运行Android的设备进行更加紧密的交互,软件可扩展性强,灵活连接各种应用程序。”而针对可穿戴设备对功耗的要求,显然,Cortex-M更甚一筹。“Cortex-M系列的处理器功耗更低,更适合于可穿戴式设备。不仅具有丰富的外设接口和较强的处理能力,同时具有更低的功耗,极大的提高了可穿戴式设备的待机续航能力。”
在处理器的选择上,AP和MCU均可作为可穿戴设备的主控芯片,都有自己的市场定位。张小平对记者说道:“MCU作为主控,可以通过USB/audio connector/BLE/WiFi与智能终端(手机/平板)进行交互操作,基于上述考虑,恩智浦更专注于MCU的设计和开发,致力于提供更低功耗、更强的设计灵活性、更高性价比和具有更广泛适用性的MCU产品。”
有需求才有市场,目前可穿戴市场来看,低功耗无疑是目前的重中之重,从低功耗的角度考虑,恩智浦选择的是目前最适合的基于Cortex-M内核的MCU芯片以应对市场需求。
着眼需求:更注重中低端产品
在物联网与穿戴式装置的带动之下,以及IC产业的景气好转,MCU市场规模将越来越庞大。据IC Insights的市场研究报告中指出,2014年全球MCU市场的销售额预计将达到161亿美元(比2013年成长6%),销售量达181亿颗(比2013年增加12%),ASP(平均每颗售价)为0.89美元。IC Insights也预测,未来到2018年MCU销售量会持续往上爬,虽ASP逐年下滑,但2015、2016的销售额仍分别保有7%、9%的增长趋势。
中国已成为厂商不可忽略的市场,但中国的市场需求却以中低端产品为主。若想在中国巨大的市场分一杯羹,则要有相应的产品。
作为行业翘楚,恩智浦深谙其中道理,在MCU方案中,公司已经开发出适应中国市场的中低端产品。公司的MCU方案应用范围很广,应对中低端的智能手环和智能手表不在话下。
在张小平看来,根据产品不同,对MCU的要求也不同,他说:“手环要求低功耗小封装以及和智慧终端(手机平板)的低成本互联。推荐使用NXP LPC800/LPC1100/LPC1700系列中的小封装产品。而手表要求较强的处理和通讯能力,以及更好的人机界面,建议使用处理能力较强,GUI表现优秀的LPC1800/LPC4300系列。”
就市场来看,客户更关心芯片的功耗和体积,以及有关传感器的软件支持,而这些恰是恩智浦的强项。
在功耗方面,恩智浦的MCU方案如LPC800、LPC1100、LPC1700、LPC1800、LPC4300等系列都很适合可穿戴式设备的设计开发。
体积上,不仅具有传统小体积的LQFP、QFN和BGA等封装,还具有超小型的WLCSP封装,为产品设计提供更丰富的选择。在系统运行和睡眠时保持低功耗方面,都有不俗的表现。
恩智浦的LPC产品从M0+至M4核一应俱全,可满足很多中低端穿戴设备的需求。应对中国巨大的中低端需求已准备好,只待市场爆发。
未来:MCU趋向高度集成 采用M4+M0双核新系列应对挑战
在张小平看来,基于穿戴设备的整体尺寸设计要求,MCU是一个不可或缺的部分。从连接无线芯片、GPS和传感器,到信息数据的采集处理,以及人机交互操作,MCU都具有更强的适用性和更大的灵活性。基于未来的技术发展趋势,MCU会不断集成、整合更多的功能。
目前来看,可穿戴设备通过借助手机和平板来来处理收集到的数据,运算量不会太大,对MCU的要求较低,一般的运动型手表仅需Cortex-M0就可以完成系统设计,但大多数的MCU还是运用M4等级的架构。
在这个方面,恩智浦独具一格,采取M4+M0双核新系列的方式,以应对可穿戴设备各种需求。
因可穿戴设备体积的需求,高度集成化与完整的系统级方案是必定的趋势。恩智浦MCU方案可应用于穿戴式设备的新系列,M4+M0双核架构在业内领先。其中的M4核具有的FPU,可以完成独立运算的需求。具有M4內核的恩智浦MCU更能提供对硬件传感器信息的批处理能力,从而令穿戴设备能达到独立运作、而不需依赖智能终端主处理器的数据处理协助。运用全新模式,使其MCU产品具有更高的性价比。
移动互联网的兴起,智能终端的普及,这些都为可穿戴式设备的增长提供了坚实的基础。在张小平看来,市场发展虽然没有预期的那么快,但后期市场很值得期待。就MCU来说,ARM在未来一段时间内也是可穿戴市场中领先的处理器平台。
可穿戴设备大行其道,作为其核心处理器的MCU市场也随之“鸡犬升天”。像恩智浦这种从MCU方案上为穿戴式设备市场已准备产品和解决方案的厂商不在少数,未来的这块市场将是厂商必争之地。顺应历史潮流,谁能在低功耗、小尺寸和低成本上有作为,就相当于在这个市场掌握了先机。 |