STM32架構(gòu)受肯定 意法半導(dǎo)體穩(wěn)居市場龍頭
自從蘋果電腦與宏達(dá)電不約而同于2008年推出劃時(shí)代的新一代智慧型手機(jī)后,不僅引爆了智慧型手機(jī)與平板電腦的高度成長,更讓行動(dòng)裝置成為消費(fèi)市場最受歡迎的設(shè)備。而在市面上眾多架構(gòu)中,ARM架構(gòu)處理器由于具備省電、運(yùn)算速度快,所以自然成為各家廠商推出行動(dòng)產(chǎn)品的首選。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/147936.htm為協(xié)助客戶快速切入行動(dòng)裝置市場,身為全球半導(dǎo)體龍頭業(yè)者的意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics,簡稱ST),在2013年7月17日于臺北,舉行了一場STM32微控制器技術(shù)研討會,會除中分享STM32全系列微控制器的特色,以及產(chǎn)品應(yīng)用方向與NFC市場的現(xiàn)況外,更邀請到合作夥伴Alya與新華電腦到場分享切入市場的作法與經(jīng)驗(yàn),希望藉此讓臺灣IC設(shè)計(jì)公司能以最快速的方式,積極搶攻難得一見的龐大商機(jī)。
隨著平板電腦、智慧型手機(jī)快速普及,具備省電特性的ARM架構(gòu)處理器,已經(jīng)成為全球銷售量成長速度最快的處理器。根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)的調(diào)查報(bào)告指出,ARM架構(gòu)處理器從2007年的13.6%,大幅成長到2010年的23.5%,其中以意法半導(dǎo)體STM32晶片為核心的Cortex-M系列,在ARM平臺的市場占有率高達(dá)45%以上,而且還在持續(xù)增加中。
意法半導(dǎo)體產(chǎn)品行銷經(jīng)理?xiàng)钫硎荆骸窼TM32晶片是意法半導(dǎo)體非常重要的產(chǎn)品線,在2007年首度問世時(shí),還是市場上第一款采用32位元的微處理器,而且意法半導(dǎo)體更承諾每款產(chǎn)品都會供貨10年以上,以確??蛻舻耐顿Y能夠獲得回收?!苟鵀榱舜_保產(chǎn)品供應(yīng)的穩(wěn)定性,意法半導(dǎo)體除與臺積電保持非常緊密的合作關(guān)系外,每個(gè)產(chǎn)品線均有兩個(gè)不同晶圓廠負(fù)責(zé)生產(chǎn),不會發(fā)生供貨短缺的狀況。
截至目前為止,意法半導(dǎo)體推出的STM32晶片,共有高達(dá)350款以上接腳相容的產(chǎn)品,而且均采用相同的開發(fā)介面,所以設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)市場的需求,快速推出相對應(yīng)的產(chǎn)品。值得一提的是,開發(fā)平臺一致性可以大幅省下產(chǎn)品開發(fā)所需的成本與時(shí)間,所以根據(jù)市調(diào)公司UBMTechInsights針對1,700位微處理器與訊號處理器開發(fā)人員進(jìn)行的問卷調(diào)查結(jié)果顯示,意法半導(dǎo)體的STM32晶片是多數(shù)人心目中的首選,STM32的效能與開發(fā)平臺廣受設(shè)計(jì)人員愛戴。
STM32具備價(jià)格優(yōu)勢可提升產(chǎn)品競爭優(yōu)勢
MCU之所以廣泛被應(yīng)用在行動(dòng)裝置與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上,主要是因?yàn)榫邆涞秃碾?、高效能的特性,可以提供?fù)雜應(yīng)用程式運(yùn)作所需。目前全球MCU的出貨量,主要以32位元的產(chǎn)品為大宗,其中又以ARM推出的Cortex-M系列為消費(fèi)市場的首選。但是考量到成本的關(guān)系,有部分業(yè)者仍然采用傳統(tǒng)8位元MCU,但是由于運(yùn)算能力不佳,已經(jīng)明顯無法滿足消費(fèi)市場的需求。
相較之下,ARM推出的Cortex-M則擁有價(jià)格上的優(yōu)勢,但相較于傳統(tǒng)的8位元MCU,卻有更快的運(yùn)算速度與省電能力,而且同樣支援C語言的開發(fā)環(huán)境,所以轉(zhuǎn)換過程完幾乎不會遇到任何問題。
目前ARM針對MCU市場推出了Cortex-M0、M3、M4等三個(gè)系列的產(chǎn)品,雖然特性與資料處理速度都不同,適合的使用環(huán)境也不相同,但是由于彼此之間的程式碼完全相容,加上提供標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)介面,故可以省下寶貴的開發(fā)成本與時(shí)間。因此意法半導(dǎo)體也分別推出了STM32F1、STM32F2、STM32F3、STM32F4,而最新問世的STM32F0,則是專為有成本考量的環(huán)境所設(shè)計(jì)。
「ARMCortex-M的產(chǎn)品線非常完整,Cortex-M0處理器支援8、16位元運(yùn)算模式,Cortex-M3、Cortex-M4處理則支援16、32位元運(yùn)算模式?!挂夥ò雽?dǎo)體資深產(chǎn)品行銷工程師余玟宏指出:「我們以ARMCortex-M0架構(gòu),推出了STM32F0處理器,在大量出貨的狀況下,平均每顆晶片的價(jià)格僅為0.69美元,價(jià)格與傳統(tǒng)8位元MCU差不多,但是卻可應(yīng)用在更多的環(huán)境?!?/p>
STM32F0是以Cortex-M0為核心,保留STM32平臺便于使用的特性,運(yùn)算速度為48MHz,并且擁有5組DMA,以及極為優(yōu)異的電源管理工具,整體表現(xiàn)比其他品牌的產(chǎn)品更為優(yōu)異。不光如此,開發(fā)人員依然可以使用意法半導(dǎo)體免費(fèi)提供的函數(shù)與范例應(yīng)用程式,以大幅降低新產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)程,與降低昂貴的開發(fā)成本。
在縮短開發(fā)流程與時(shí)間的前提下,意法半導(dǎo)體提供兩種不同的開發(fā)套件,分別是STM32F0Discoverykit與STM320518EvalBoard。其中,STM32F0Discoverykit主要是用于初期的簡易測試,確認(rèn)創(chuàng)意與構(gòu)想是否可行,至于STM32F0EvalBoard,則是針對完整測試流程所設(shè)計(jì),能在量產(chǎn)前協(xié)助開發(fā)人員找出潛在的問題,可減少產(chǎn)品事后修正需支付的昂貴成本。
協(xié)助夥伴快速上網(wǎng)Ayla提供最佳解決方案
隨著基礎(chǔ)網(wǎng)路建設(shè)逐漸普及,帶動(dòng)了云端運(yùn)算、物聯(lián)網(wǎng)的形成,幾乎所有設(shè)備如手機(jī)、筆記型電腦,乃至于智慧型家電,幾乎都強(qiáng)調(diào)能夠上網(wǎng)的功能,足見具備網(wǎng)路連結(jié)能力,已經(jīng)成為產(chǎn)品必備的基本功能。但是根據(jù)一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果顯示,在全球采用MCU的裝置中,大約只有1%具備上網(wǎng)的功能,其關(guān)鍵在于多數(shù)MCU工程師對網(wǎng)路不熟悉,以致于要將現(xiàn)有產(chǎn)品加上無線傳輸功能,往往要耗費(fèi)不少金錢。
盡管無線網(wǎng)路從問世至今已經(jīng)超過20年以上,但是受限于相關(guān)的規(guī)范非常多,至少超過20種以上,如Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)、天線設(shè)計(jì)、SSL加密、身分認(rèn)證、資料交換等等,以致于許多廠商雖然有心想要把產(chǎn)品加入上網(wǎng)的功能,但卻受限于缺乏相關(guān)技術(shù)能力,以致于只能夠原地踏步。
Ayla產(chǎn)品經(jīng)理張家源指出:「過去廠商必需要透過外接無線晶片的方式,才能讓產(chǎn)品具備上網(wǎng)的功能,但是卻要面臨體積變大,以及功耗增大的問題。有鑒于此,我們開發(fā)了專為STM32系列晶片使用的無線網(wǎng)路解決方案,不僅可以讓產(chǎn)品快速連接到無線網(wǎng)路,還可一并解決開發(fā)人員最擔(dān)心的成本問題。」
Ayla解決方案最大的特色,就是只需要占用STM32晶片5K左右的空間,并且可以利用標(biāo)準(zhǔn)的SPI與UART與無線網(wǎng)路模組連接,加上支援OTA的功能,可以讓產(chǎn)品具備有自動(dòng)更新的功能,完全不需要擔(dān)心后續(xù)維修與韌體更新的問題。而目前Ayla也規(guī)劃將應(yīng)用軟體在AppStore上架,以便讓合作夥伴有更多不同的應(yīng)用方式。
支援標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)工具大幅降低開發(fā)成本
一項(xiàng)產(chǎn)品在正式上市之前,往往都得經(jīng)過創(chuàng)意發(fā)想、概念驗(yàn)證、程式開發(fā)、除錯(cuò)等等階段,而商品能否準(zhǔn)時(shí)問世的關(guān)鍵,則在于是否能夠透過專案工具的協(xié)助,確實(shí)掌握資源調(diào)配。而意法半導(dǎo)體推出的STM32,由于是采用全世界最受歡迎的ARMContex-M架構(gòu),支援標(biāo)準(zhǔn)的C/C++語言,能夠與各種專案工具軟體搭配,讓合作夥伴達(dá)到TimetoMarket的目標(biāo)。
目前市面上最被廣泛使用的開發(fā)工具,便屬由新華電腦代理的IARVisualSTATE,其主要特點(diǎn)在于擁有完全整合的開發(fā)環(huán)境,包括圖形化的設(shè)計(jì)介面、測試工具以及程式碼和文件產(chǎn)生器,而且可對模型自動(dòng)進(jìn)行規(guī)范化驗(yàn)證,找出其中非預(yù)期錯(cuò)誤,例如鎖死或無法到達(dá)的狀態(tài)。另外,還具備完善的測試驗(yàn)證工具,確保在設(shè)計(jì)初期階段,即使尚無硬體,應(yīng)用程式的行為仍可符合預(yù)期。
「IARVisualSTATE是開發(fā)STM32晶片時(shí)最好的開發(fā)工具?!剐氯A電腦業(yè)務(wù)經(jīng)理黃瑞安說:「軟體會自動(dòng)產(chǎn)生精簡的C/C++程式碼,并與系統(tǒng)設(shè)計(jì)維持100%一致,并且可產(chǎn)生完備開發(fā)資訊的文件檔,還能與IAREmbeddedWorkbench緊密整合,支援多種CortexM評估板。」至于另一款代理的Micrium的RTOS,則具備不需自行實(shí)作排程及服務(wù)的特性,并且采用Task導(dǎo)向的設(shè)計(jì),除能夠讓程式碼重復(fù)使用之外,也能夠讓整個(gè)專案排程更為簡潔及組織化。
NFC商機(jī)龐大意法提供完整解決方案
近年來非常熱門的NFC,原本是針對智慧型手機(jī)、感測元件所制定的近距離傳輸標(biāo)準(zhǔn),主要是希望解決特殊環(huán)境中,設(shè)備之間無法實(shí)際連接、卻又有資料需要交換的狀況。而隨著相關(guān)困難逐漸被克服,NFC不僅適合用于電子錢包,由于傳輸距離可以達(dá)到10公分,所以也非常適合于倉儲管理、健康醫(yī)療、工具設(shè)備等等領(lǐng)域。
消費(fèi)市場對NFC晶片需求大增的原因,在于該項(xiàng)技術(shù)還能夠使用在其他商業(yè)應(yīng)用上,包含設(shè)備之間的資料上傳、下載,身分辨識的安全存取、檢查,以及LBS、電玩游戲的市場等等。目前支援NFC規(guī)范的作業(yè)系統(tǒng),主要以Android為最大宗,其次則分別為Blackberry10與Windows8,至于iOS則還看不到支援的可能性。
依照使用的設(shè)備與環(huán)境不同,NFC可以分成三種不同使用模式,首先支援多種通訊協(xié)定,如ISO/IEC14443、JISX6319-4、ISO/IEC15693的讀卡機(jī)模式。意法半導(dǎo)體產(chǎn)品行銷經(jīng)理黃鐙誼解釋:「至于針對行動(dòng)裝置所設(shè)計(jì),則是支援NFCIP-1、NFCIP-2標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)對點(diǎn)模式,另外還有為身分識別所設(shè)計(jì)的安全模式,支援EMVCo/ISO/IEC14443、JISX6319-4等規(guī)范。」
而為了滿足消費(fèi)市場的需求,意法半導(dǎo)體則以保存年限長達(dá)百年的EEPROM為核心,推出了多種產(chǎn)品,以為NFCTag設(shè)計(jì)的M24LR為例,便有4kbit、16kbit、64kbit等多種版本可以選擇,具備有省電與多點(diǎn)資料傳輸?shù)奶匦?,而另一款M24SR則預(yù)定于2013年9月開始提供樣本。至于針對NFC讀卡機(jī),意法半導(dǎo)體也有CR95HF晶片,目前有CR95HF-A、CR95HF-B兩種版本,其中CR95HF則擁有USB介面,CR95HF-B則是針對PCB版所設(shè)計(jì),可以很容易整合各種智慧型裝置上,提供NFC讀卡機(jī)的功能。
至于以NFC技術(shù)打造的電子錢包,在相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,加上智慧型手機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代人的必備工具,當(dāng)結(jié)合近程付費(fèi)及遠(yuǎn)程金融交易的功能,便可隨時(shí)隨地滿足消費(fèi)者的多元需求,因此潛藏的商機(jī)將會相當(dāng)驚人。
不過由于近程支付牽扯到身分認(rèn)證的問題,所以目前市面上也有多種安全規(guī)范問世,如EmbeddedSE、SWP-SIM、NFCCtrl等等,而根據(jù)ABIResearch的分析結(jié)果,SWP-SIM將會是市場主流。
這主要是因?yàn)槭謾C(jī)中的SIM卡,原本就有屬于該用戶的個(gè)人資料,當(dāng)結(jié)合NFC應(yīng)用之后,可以提高交易的安全性,也能夠省下身分辨識的難度。有鑒于此,意法半導(dǎo)體設(shè)計(jì)了ST21NFC與STM33系列的晶片,不僅能夠與既有的SIM卡整合,也能透過MicroSD卡的形式整合NFC功能,簡化合作夥伴開發(fā)新產(chǎn)品的時(shí)間。
意法半導(dǎo)體產(chǎn)品行銷經(jīng)理凌立民指出:「意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品線非常完整,包含ST32、ST32M/C、ST33、ST21NFC等等,其中ST21NFCA是行動(dòng)裝置所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,其具備的低耗電特性,可以減少對電池能源的耗用。」相較于其他廠商而言,意法半導(dǎo)體不僅能提供完整的NFC解決方案,也能一并解決多數(shù)廠商最擔(dān)心的安全問題,絕對是臺灣廠商要進(jìn)軍NFC市場的最佳選擇。
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