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(chǎng)規(guī)模龐大，約占8位MCU市場(chǎng)中的10%。并且發(fā)展趨勢(shì)是全速USB正取代低速USB。

　　隨著USB(通用串行總線(xiàn))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(jiǎn)直是不勝枚舉。嵌入式系統(tǒng)生產(chǎn)商的問(wèn)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U(xiǎn)SB連接功能，并著眼于未來(lái)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(chǎng)規(guī)模龐大，約占8位MCU市場(chǎng)中的10%。并且發(fā)展趨勢(shì)是閃存正取代ROM(只讀存儲(chǔ)器)和OTP(一次性可編程)，而全速USB正取代速USB。”Atmel(愛(ài)特梅爾)AVR產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Jean-ChristopheLawson開(kāi)宗明義指出：“亞洲市場(chǎng)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(zhǎng)。”立足這一需求，Atmel自2006年推出AVRUSB系列以來(lái)，也在不斷提升其性能，通過(guò)不斷創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。

　　翻開(kāi)Atmel的歷史可以看出，2006年Atmel推出首個(gè)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(lái)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(chǎng)增長(zhǎng)7倍，AVRUSB市場(chǎng)增長(zhǎng)40倍成為其創(chuàng)新性獲得市場(chǎng)認(rèn)可的有力佐證。

　　Jean-ChristopheLawson表示，通過(guò)對(duì)客戶(hù)需求的了解，客戶(hù)對(duì)MCU的需求在于：一是內(nèi)存需要32Kb，因16Kb太小，并且對(duì)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(lèi)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(dòng)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(wú)線(xiàn)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(shí)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(duì)于其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，AtmelUSB系統(tǒng)MCU的優(yōu)勢(shì)在于：一是全線(xiàn)范圍，閃存從8Kb至128Kb，嵌入式主機(jī)和設(shè)備可同時(shí)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(kāi)發(fā)工具和技術(shù)支持;五是出廠前編程的USB啟動(dòng)加載程序。”

　　除持續(xù)看好低成本8位MCU市場(chǎng)外，Microchip(微芯)也在不斷向32位MCU市場(chǎng)進(jìn)軍，在最新的32位PCI32MCU系列中引入了針對(duì)嵌入式應(yīng)用的USBOTG功能。設(shè)計(jì)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(lèi)驅(qū)動(dòng)程序的源代碼，幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行USB應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

　　兼容性成重點(diǎn)

　　雖然帶USB接口的8位MCU的全球市場(chǎng)規(guī)模在持續(xù)擴(kuò)張，但帶USB接口的32位MCU市場(chǎng)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(gè)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(cè)試和測(cè)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(chǎng)經(jīng)理何英偉表示，目前帶USB連接功能的8位MCU市場(chǎng)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(chǎng)需求今后也會(huì)走高。如果客戶(hù)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_(kāi)發(fā)工具、通用的外設(shè)組合和管腳兼容，從而使設(shè)計(jì)人員能夠快速輕松地從簡(jiǎn)單的8位設(shè)計(jì)移植到需要32位性能的更復(fù)雜的應(yīng)用設(shè)計(jì)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?chǎng)需要產(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(duì)數(shù)據(jù)通信進(jìn)行加密。并且隨著產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短，數(shù)據(jù)需要保密，從而保護(hù)客戶(hù)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(xiàn)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(jì)更多功能，即可從CorefireV1升級(jí)到中高端32位MCU產(chǎn)品線(xiàn)中的CorefireV2、CorefireV3、CorefireV4。他介紹，CorefireV2、CorefireV3、CorefireV4可提供DSP功能，適用于MP3、IP電話(huà)等領(lǐng)域。

　　此外，JM器件可以得到飛思卡爾免費(fèi)贈(zèng)送的USB軟件以及開(kāi)發(fā)板、參考設(shè)計(jì)、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(jiǎn)化開(kāi)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(jì)論壇)又陸續(xù)公布了USB1.0、USB2.0和USBOTG等幾個(gè)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(lái)主從架構(gòu)的限制，實(shí)現(xiàn)了端對(duì)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(duì)移動(dòng)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(guò)在沒(méi)有計(jì)算機(jī)的情況下，相互之間對(duì)等連接使傳統(tǒng)的只能作為USB外設(shè)的移動(dòng)產(chǎn)品的性能和連接性得到擴(kuò)展。