物联网：MCU整合无线技术成趋势

在处理器性能与无线通信技术日新月异的情况下，物联网有望在未来几年快速走进我们的生活。微控制器(MCU)作为物联网的核心零组件，无论在市场规模上还是技术上都将获得进一步发展。

MCU+无线快速成长

物联网的宗旨是万物皆可联网，借以构成庞大的应用系统，并打造智慧的生活环境。因此，物联网设备势必需要具备联网能力，同时还要兼顾成本和功耗。这一需求促使无线微控制器解决方案势力抬头。众多MCU大厂都注意到这一趋势，开始整合蓝牙、WiFi、ZigBee等通信技术于系统单芯片(SoC)中，并逐渐扩展产品组合。

兆易创新GigaDevice MCU产品经理金光一认为，物联网应用对MCU的处理能力、外设配置和成本价格都提出了新的需求和挑战，越来越多的物联网互联型应用要求MCU具备优异的性能和实时响应速度，以较高的效率实现信息流的处理及传输。另外，物联网还要求MCU内置较大容量的Flash和RAM空间，并集成丰富的通信接口组合，来满足系统及多个外设同时运行的资源需求。成本价格更是决定物联网终端能否大量普及的重要因素。GigaDevice推出的互联型和超值型GD32 Cortex-M3 MCU，正是瞄准了这些物联网的市场需求，并整合了增强的处理效能与高度集成的外设配置，最低价格仅为0.32美元，从而更适合成本敏感的嵌入式互联应用。

Silicon Labs微控制器产品市场总监Greg Hodgson表示：“物联网，顾名思义，是物与物的连接，物与网的连接。物联网的基础技术包括传感、处理和无线连接。基于用户的使用方式，可连接设备需要强健的基于ZigBee、WiFi、Bluetooth Smart和sub-GHz技术的无线网络。Silicon Labs是目前ZigBee芯片的领先供应商，也是领先的sub-GHz IC供应商。用于可连接设备应用的大多数半导体器件是基于混合信号CMOS技术的。这些器件(传感器、MCU和无线IC)必须高能效、低成本和足够灵活，以便适用于各类IoT应用。”Silicon Labs表示，未来将推出“IoT SoC”，在节能的单芯片中整合MCU、无线收发器、Flash存储器和传感器接口。“这将极大地减少IoT终端节点应用的成本和复杂度。”Greg Hodgson认为。

MCU+传感器是趋势

“针对连接需求增长，MCU需要提供更多的外设与外部模拟和数字世界进行数据交互;针对智能，MCU需要获取信息进行高效的、智能化的信息处理;针对处理需求，MCU一方面需要满足实时性处理要求，另一方面还要能与远程中心进行信息互换。这些都是物联网时代对MCU的需求。”恩智浦半导体微控制器产品技术市场经理张小平表示，“同时恩智浦还发现MCU和传感器的整合趋势。”ST中国区MCU市场高级经理曹锦东则提醒：“在物联网中，关键组件除了MCU之外，另一个不可忽视的组件就是传感器。在物联网中所需进行判读的讯号，都需要透过传感器来进行撷取。少了传感器这个元素，物联网将不会存在。”

不过将MCU与传感器进行整合从技术上来说并不容易。金光一表示，传感器网络是物联网的重要组成部分，MCU做为系统控制的核心器件，需要采集加速度计、陀螺仪、磁力计、温湿度计等传感器的数据并进行分析处理，传感器使用的MEMS工艺和MCU制程有差异，两者的SOC整合在半导体技术上存在一定的挑战。“但并不妨碍两者做为独立模块在物联网中广泛应用。我们则更关注于系统应用方案的本身，即如何使用MCU的软件算法来实现传感器的控制，从而优化数据采集的过程和能效，并处理数据得到更有效的利用。我们也正在与第三方软件合作厂商配合，推出基于不同类型传感器的MCU应用软件和解决方案，发挥MCU控制的核心优势。”金光一说。

东芝电子(中国)有限公司技术统括部长尾一幸则认为，东芝一直致力于相关技术的研究，但是目前中国的市场缺乏统一的标准，所以现在整合为时过早。但从长远来看，一旦标准统一，整合会是一种趋势。

Greg Hodgson则表示：“传感器技术要比MCU发展更加迅速。当传感器创新的步伐减慢、传感器类型更加规范时，我们将看到MCU和传感器集成到SoC或SIP解决方案里。现在，许多MCU已经有成熟的传感器接口架构。在将来，我们会看到专为自动采集传感器数据而设计的MCU架构的出现，在为IoT而优化的超低功耗平台上实现传感器数据汇聚。”