著重USB連接 MCU廠商加快革新步伐

　　如今帶USB接口的8位MCU的全球市場規(guī)模龐大，約占8位MCU市場中的10%。并且發(fā)展趨勢是全速USB正取代低速USB。

　　隨著USB(通用串行總線)規(guī)范的不斷完善，USB的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓展，從PC外設(shè)、消費(fèi)電子和工業(yè)設(shè)備等簡直是不勝枚舉。嵌入式系統(tǒng)生產(chǎn)商的問題已經(jīng)不是在產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)USB，而是如何最佳地將USB性能集成到產(chǎn)品中去，以大大地提升產(chǎn)品的連接性能。看好這輪“連接”熱潮，半導(dǎo)體廠商不僅紛紛在其MCU中植入USB連接功能，并著眼于未來需求突出兼容性。

　　創(chuàng)新功能注入活力

　　如今帶USB接口的8位MCU的全球市場規(guī)模龐大，約占8位MCU市場中的10%。并且發(fā)展趨勢是閃存正取代ROM(只讀存儲器)和OTP(一次性可編程)，而全速USB正取代速USB。”Atmel(愛特梅爾)AVR產(chǎn)品市場經(jīng)理Jean-ChristopheLawson開宗明義指出：“亞洲市場潛力巨大，80%的USB產(chǎn)品在亞洲生產(chǎn)，并且高品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)需求不斷增長。”立足這一需求，Atmel自2006年推出AVRUSB系列以來，也在不斷提升其性能，通過不斷創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)快速增長。

　　翻開Atmel的歷史可以看出，2006年Atmel推出首個帶有嵌入式主機(jī)OTG(On-The-Go)的8位閃存MCU，2007年推出帶有全速USB的最小型閃存MCU，2008年帶來有USB和嵌入式主機(jī)OTG功能，并具128MHzPWM(高速脈沖寬度調(diào)制)的8位MCU。而2007年其Atmel的AVROTG市場增長7倍，AVRUSB市場增長40倍成為其創(chuàng)新性獲得市場認(rèn)可的有力佐證。

　　Jean-ChristopheLawson表示，通過對客戶需求的了解，客戶對MCU的需求在于：一是內(nèi)存需要32Kb，因16Kb太小，并且對于成本受限的外設(shè)而言，64Kb又不必要;二是要求小尺寸及低成本，7mm×7mm的封裝合適，而5mm×5mm則更理想;三是加入ADC功能，以用于游戲機(jī)和玩具;四是可利用USB進(jìn)行電池充電。因而，Atmel公司發(fā)布的全新AVR微控制器-ATmega16U4和ATmega32U4，該類控制器將USB控制器、充電及多種高性能模擬功能整合在了一起，其模數(shù)轉(zhuǎn)換器可用于感應(yīng)終端應(yīng)用的動作或壓力，而PWM則是低成本電機(jī)控制的理想選擇。全新的AVR器件具有豐富的功能集，還可優(yōu)化整體系統(tǒng)成本，主要應(yīng)用于電池充電、無線適配器、高端鼠標(biāo)、游戲機(jī)和玩具、遙控器及安全設(shè)備等。ATmega32U4的創(chuàng)新性體現(xiàn)在支持500kHz業(yè)界最優(yōu)頻率的8位分辨率PWM，高速PWM不需加入一些外部濾波的元件，從而可減小尺寸和節(jié)約成本。“從應(yīng)用上，Atmel新控制器在優(yōu)化電池充電的同時可提供各項(xiàng)USB功能。

　　新推出的微控制器可與現(xiàn)有的AVRUSB微控制器系列相輔相成，適用于各種嵌入式主機(jī)或外設(shè)USB應(yīng)用。”Jean-ChristopheLawson指出，“相對于其他競爭對手，AtmelUSB系統(tǒng)MCU的優(yōu)勢在于：一是全線范圍，閃存從8Kb至128Kb，嵌入式主機(jī)和設(shè)備可同時應(yīng)用;二是基于AVR架構(gòu)，達(dá)到低功耗;三是高集成;四是提供完整的軟件、開發(fā)工具和技術(shù)支持;五是出廠前編程的USB啟動加載程序。”

　　除持續(xù)看好低成本8位MCU市場外，Microchip(微芯)也在不斷向32位MCU市場進(jìn)軍，在最新的32位PCI32MCU系列中引入了針對嵌入式應(yīng)用的USBOTG功能。設(shè)計人員可以為產(chǎn)品靈活地添加所有三種USB工作方式，支持USB2.0器件、嵌入式主機(jī)及兩用OTG連接。它具有最大512Kb的閃存和80MHz工作頻率。Microchip還免費(fèi)提供USB軟件棧和類驅(qū)動程序的源代碼，幫助設(shè)計人員進(jìn)行USB應(yīng)用開發(fā)。

　　兼容性成重點(diǎn)

　　雖然帶USB接口的8位MCU的全球市場規(guī)模在持續(xù)擴(kuò)張，但帶USB接口的32位MCU市場亦在擴(kuò)容。老牌勁旅飛思卡爾的策略則是“雙管齊下”，近日推出其FlexisJM系列微控制器(MCU)，包括新的32位MCF51JM128(JM128)ColdFireV1MCU以及8位MC9S08JM60(JM60)器件。JM60是通用8位MCU單芯片USB解決方案，支持全速USB;JM128含有一個集成的USB控制器，支持USB2.0全速主機(jī)、設(shè)備和OTG的配置。旨在讓各種應(yīng)用實(shí)現(xiàn)通用的、經(jīng)濟(jì)型即插即用連接，包括PC外圍設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(記憶棒)、燈光控制系統(tǒng)、測試和測量設(shè)備、安全和進(jìn)出控制面板。

　　飛思卡爾亞太區(qū)微控制器解決方案市場經(jīng)理何英偉表示，目前帶USB連接功能的8位MCU市場比32位MCU大，但32位MCU支持主機(jī)功能，比8位MCU復(fù)雜得多，市場需求今后也會走高。如果客戶需要更高性能，可將8位MCU直接換成32位MCU，因?yàn)樗麄兙哂袉我坏拈_發(fā)工具、通用的外設(shè)組合和管腳兼容，從而使設(shè)計人員能夠快速輕松地從簡單的8位設(shè)計移植到需要32位性能的更復(fù)雜的應(yīng)用設(shè)計上去。

　　何英偉介紹，飛思卡爾JM系列32位MCU與8位MCU相比，功能提升在于：一是集成了CAN模塊，二是增加了加密增速單元，因?yàn)槟承┦袌鲂枰a(chǎn)品具加密功能，如金融稅控機(jī)、工業(yè)儀表等，所以增加加密單元，以對數(shù)據(jù)通信進(jìn)行加密。并且隨著產(chǎn)品開發(fā)周期越來越短，數(shù)據(jù)需要保密，從而保護(hù)客戶利益。三是增加更多的接口功能，如LCD(液晶顯示)控制等。何英偉還指出，CorefireV1處于飛思卡爾32位MCU產(chǎn)品線低端，支持全速與OTG。因CorefireV1與8位MCU兼容，如果工程師需設(shè)計更多功能，即可從CorefireV1升級到中高端32位MCU產(chǎn)品線中的CorefireV2、CorefireV3、CorefireV4。他介紹，CorefireV2、CorefireV3、CorefireV4可提供DSP功能，適用于MP3、IP電話等領(lǐng)域。

　　此外，JM器件可以得到飛思卡爾免費(fèi)贈送的USB軟件以及開發(fā)板、參考設(shè)計、應(yīng)用筆記、培訓(xùn)等其他方面的支持。這種全面的生態(tài)系統(tǒng)有助于簡化開發(fā)，使那些需要USB連接的應(yīng)用盡快上市。

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　　USB規(guī)范發(fā)展

　　1996年USB1.0規(guī)范以后，USB-IF(USB設(shè)計論壇)又陸續(xù)公布了USB1.0、USB2.0和USBOTG等幾個規(guī)范，其中USB2.0的傳輸帶寬達(dá)到480Mbps，而USBOTG更使USB裝置擺脫了原來主從架構(gòu)的限制，實(shí)現(xiàn)了端對端的傳輸模式。USB2.0支持高達(dá)480Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸，并且與USB1.1規(guī)范后向兼容，而后者僅支持全速的12Mbps和低速的1.5Mbps。USBOTG是USB2.0規(guī)范的補(bǔ)充，結(jié)合了對移動應(yīng)用友好的新特性，包括低功耗、更小的USB接頭以及在相同的USB端口上增加了雙重角色的功能(作為主機(jī)和外設(shè)的功能)。OTG通過在沒有計算機(jī)的情況下，相互之間對等連接使傳統(tǒng)的只能作為USB外設(shè)的移動產(chǎn)品的性能和連接性得到擴(kuò)展。