16位MCU攻略

16位單片機(jī)(微控制器，MCU)一向是一個(gè)頗有爭(zhēng)議的產(chǎn)品地帶：往高走有32位MCU一大批廠商及其豐富的產(chǎn)品線頂著，向下游更有五花八門(mén)的8位單片機(jī)世界窺視著。因此，四、五年前，業(yè)內(nèi)流行著這樣一種看法：16位單片機(jī)是8位與32位微控制器之間的灰色地帶，除了汽車(chē)等利基市場(chǎng)外，少有發(fā)展機(jī)會(huì)了。幾年過(guò)去了，16位單片機(jī)市場(chǎng)到底如何？

市場(chǎng)穩(wěn)中有升

許多16位廠商認(rèn)為16位單片機(jī)有其獨(dú)特的市場(chǎng)定位， 市場(chǎng)規(guī)模不會(huì)縮小，是不可取代的，16位MCU只會(huì)平穩(wěn)的增長(zhǎng)。

丁潔早
富士通公司MCU產(chǎn)品經(jīng)理

“根據(jù)瑞薩的預(yù)測(cè)，中國(guó)的16位、32位MCU的年增長(zhǎng)率都在10%以上”。瑞薩科技(北京)有限公司北京技術(shù)中心總經(jīng)理常清璞認(rèn)為。但是世界單片機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)略低(如圖1)。

圖1  16位MCU市場(chǎng)成長(zhǎng)預(yù)測(cè)

根據(jù)Strategy Analysis的最新研究報(bào)告，16位MCU未來(lái)5年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到28%。富士通公司MCU產(chǎn)品經(jīng)理丁潔早分析道，從富士通微電子的經(jīng)驗(yàn)看來(lái)，8位有統(tǒng)占低端市場(chǎng)的趨勢(shì)。在部分中高端市場(chǎng)，32位MCU會(huì)采取降價(jià)的策略搶占一部分16位MCU的市場(chǎng)，但受制于其成本的因素，在總體上，不可能做到像16位MCU一樣的性?xún)r(jià)比。因此可以相信，16位MCU以其出色的性?xún)r(jià)比，在汽車(chē)電子、工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)?huì)有更大作為，比如汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)、組合儀表板、空調(diào)系統(tǒng)以及車(chē)身模塊，基本都是采用16位MCU進(jìn)行設(shè)計(jì)。8位MCU由于技術(shù)門(mén)檻不是太高，加上低端市場(chǎng)的巨大規(guī)模，當(dāng)然是幾乎每一家MCU公司的必備產(chǎn)品線。32位MCU由于引入開(kāi)放式ARM架構(gòu)，降低了競(jìng)爭(zhēng)者的準(zhǔn)入門(mén)檻，而且市場(chǎng)的應(yīng)用得以不斷的拓展，所以未來(lái)也充滿(mǎn)了很多的機(jī)會(huì)。

Freescale也十分贊同16位單片機(jī)在汽車(chē)領(lǐng)域地位穩(wěn)定。Freescale半導(dǎo)體中國(guó)區(qū)汽車(chē)電子工程經(jīng)理康曉敦說(shuō)：“由于需要較長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)周期和較長(zhǎng)的產(chǎn)品生存周期，在汽車(chē)電子領(lǐng)域16位單片機(jī)市場(chǎng)不可替代。因?yàn)?6位MCU可以覆蓋一部分32位MCU和8位MCU的市場(chǎng)，而且其開(kāi)發(fā)過(guò)程比32位要簡(jiǎn)單，也不比8位難多少。這樣在汽車(chē)電子供應(yīng)商開(kāi)發(fā)平臺(tái)性項(xiàng)目，或利用共享資源開(kāi)發(fā)多個(gè)項(xiàng)目時(shí)，16位MCU因其覆蓋面較廣，就會(huì)有相對(duì)大的空間。

可見(jiàn)，隨著8位MCU性能越來(lái)越高，32位MCU成本不斷下降，MCU市場(chǎng)不再?zèng)芪挤置?，而是體現(xiàn)出相互覆蓋，相互滲透的趨勢(shì)。16位單片機(jī)成為了8和32位之間的灰色地帶。有廠家認(rèn)為灰色地帶越來(lái)越窄，但是也有廠家專(zhuān)門(mén)挖掘這塊灰色地帶，使它越來(lái)越寬。TI MSP430中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理刁勇認(rèn)為，“由于16位單片機(jī)與其它位數(shù)產(chǎn)品的界限越來(lái)越模糊了，因此，為16位MCU伸縮拓展帶了機(jī)遇。”TI的微控制器產(chǎn)品線只有16位的MSP430，刁勇對(duì)16位MCU的市場(chǎng)成長(zhǎng)抱非常樂(lè)觀的態(tài)度。事實(shí)上，許多MCU市場(chǎng)不是靠總線位寬唯一決定的，在很多應(yīng)用場(chǎng)合總線位寬都不是重要的考慮因素。MCU的功耗、片上集成的模擬和數(shù)字外設(shè)以及開(kāi)發(fā)易用性等因素成為決定MCU應(yīng)用的重要考慮。傳統(tǒng)的16位MCU在追求位寬和速度的同時(shí)，犧牲了功耗，開(kāi)發(fā)手段復(fù)雜，因此限制了16位MCU的應(yīng)用。如果16位MCU 能夠解決功耗問(wèn)題，集成豐富的模擬和數(shù)字外設(shè)和實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)的易用性，16位MCU除了可以固守原有的市場(chǎng)應(yīng)用外，還可以在一些市場(chǎng)領(lǐng)域和8位MCU 甚至32位MCU 競(jìng)爭(zhēng)。

由于產(chǎn)品線的細(xì)分，大部分有16位單片機(jī)的廠家也有8位和32位產(chǎn)品。這樣可以幫助各種層次客戶(hù)選擇最適合他們系統(tǒng)要求的MCU類(lèi)別，使得客戶(hù)的產(chǎn)品與他們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，保持最大競(jìng)爭(zhēng)力，又做到充分差異化。例如，富士通的8位、16位和32位MCU保持基本指令的兼容性，客戶(hù)如果要從8位MCU升級(jí)到16位MCU平臺(tái)，只需修改少量的代碼。

為何玩家數(shù)量有限？

與8位、32位參與者眾多不同，16位單片機(jī)廠商數(shù)量屈指可數(shù)。原因可能是少數(shù)幾個(gè)大廠家在此市場(chǎng)較為成功，居壟斷地位，因此其他廠家介入較難，因此干脆依靠ARM核直接跳到了32位單片機(jī)市場(chǎng)。例如，瑞薩科技(北京)有限公司北京技術(shù)中心總經(jīng)理常清璞說(shuō)：“瑞薩的16位單片機(jī)營(yíng)業(yè)額占40%的市場(chǎng)份額。”因此，瑞薩、Infineon、TI等16位MCU占其嵌入式業(yè)務(wù)主流的公司在此領(lǐng)域稱(chēng)霸多年。

不過(guò)，也有勇于向壟斷挑戰(zhàn)的斗士。例如Microchip公司在8位MCU市場(chǎng)取得了世界營(yíng)業(yè)額桂冠后，在2005年10月宣布進(jìn)軍16位單片機(jī)市場(chǎng)，2006年上半年16位單片機(jī)批量上市，當(dāng)時(shí)該公司CEO Steve Sanghi來(lái)訪北京時(shí)，曾說(shuō)十分看好16位單片機(jī)的定位，認(rèn)為是8位和32位無(wú)法取代的，尤其在16位單片機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展用于電機(jī)控制的DSC(數(shù)字信號(hào)控制器)。值得一提的是，Microchip 2007年11月8日才宣布進(jìn)軍32位單片機(jī)市場(chǎng)，可見(jiàn)Microchip把16位單片機(jī)的發(fā)展規(guī)劃為該公司稱(chēng)雄嵌入式世界的戰(zhàn)略步驟之一。不過(guò)，務(wù)實(shí)的Microchip單片機(jī)把位數(shù)提高絕不是跟風(fēng)走、隨大流，執(zhí)行副總裁Ganesh Moorthy說(shuō)，Microchip的新芯片首先是滿(mǎn)足該公司客戶(hù)的需要，然后才是向外拓展。在拓展方面，Microchip看到每年從中國(guó)畢業(yè)的工科學(xué)生的數(shù)量巨大，認(rèn)為這是非常巨大的潛在設(shè)計(jì)資源，因此今年該公司與本刊(《電子產(chǎn)品世界》)聯(lián)合舉辦“Microchip 2007~08年度16位嵌入式控制設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)賽”，可見(jiàn)Microchip公司對(duì)發(fā)展16位單片機(jī)的堅(jiān)定信心。

然而，有著雄厚32位處理器實(shí)力的Freescale卻認(rèn)為16位的空間較窄。因?yàn)殡S著32位MCU的價(jià)格不斷走低和一些8位MCU變得更加強(qiáng)大，16位MCU的空間已縮小到一些獨(dú)特的市場(chǎng)，包括汽車(chē)、存儲(chǔ)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等。8位產(chǎn)品的易用性和低成本在市場(chǎng)極具吸引力，而16位需要更大的處理功率和存儲(chǔ)空間，以及更大的引腳。Freescale用于控制的Coldfire系列在16位、32位的架構(gòu)都有，但Coldfile在32位的發(fā)展越來(lái)越好。另外，該公司去年夏天推出的Flexis單片機(jī)，也是8位和32位之間軟件和引腳兼容。