從目前的銷售額與出貨量來看，8位微控制器(MCU)依然是總體MCU市場上最大的一個分支，而且由于8位MCU新品在低功耗、額外性能以及更小尺寸等方面不斷突破，8位MCU新興應(yīng)用不斷，正大量取代傳統(tǒng)的機(jī)械/模擬方案，使電子產(chǎn)品變得更加智能化。

不過，8位MCU性能畢竟有限，加上16/32位MCU成本的進(jìn)一步降低，對于一些高端8位MCU用戶來說，向16/32位MCU升級已經(jīng)是大勢所趨。因此，如何在繼續(xù)豐富現(xiàn)有8位產(chǎn)品的同時，為用戶提供一條通向16/32位MCU的平滑升級路徑，已經(jīng)成為8位MCU供應(yīng)商留住老客戶和爭奪新客戶的重點。

不久前，老牌8位巨頭飛思卡爾發(fā)布了業(yè)界首個8位和32位兼容的MCU產(chǎn)品Flexis系列，實現(xiàn)了8位和32位MCU的引腳、外設(shè)和開發(fā)工具兼容，打響了8位MCU的升級戰(zhàn)。飛思卡爾一直是8位市場的霸主，但是在最近幾年其王位丟給了Microchip。在Flexis系列新聞布會上，飛思卡爾MCU部高級市場經(jīng)理黃耀君也幾次提到，Microchip的成功來自于其8位和16位MCU的兼容性?？磥恚w思卡爾希望借助8位/32位兼容性收回失地。

對此，Microchip高級單片機(jī)和存儲產(chǎn)品部副總裁Ganesh Moorthy評論說，飛思卡爾Flexis系列是面向未來的新產(chǎn)品，過去的產(chǎn)品都不具備這種兼容性，需要很多年才能夠構(gòu)建寬深的8位/32位兼容產(chǎn)品線，而Microchip提供這種兼容性和升級路線已有很多年。由于Microchip還沒有發(fā)布32位MCU產(chǎn)品線，與飛思卡爾、NXP和ST等很多供應(yīng)商采取從8位直接向32位升級戰(zhàn)略不同的是，Microchip認(rèn)為從8位升級到16位還是32位是一個偽命題，關(guān)鍵是以最具性價比的方案滿足客戶需求。Moorthy宣稱：“我們最高性能的8位MCU，可輕松抗衡低端16位；我們的16位MCU，能與所有其它16位以及許多32位MCU一爭高下”。

與飛思卡爾的32位MCU仍采用私有內(nèi)核不同的是，NXP和意法半導(dǎo)體(ST)的32位MCU全部轉(zhuǎn)向了ARM內(nèi)核。除了現(xiàn)有的ARM7和ARM9產(chǎn)品線外，不久前，NXP收購了夏普的ARM MCU產(chǎn)品線；而ST則率先推出了基于ARM Cortex-M3核的產(chǎn)品線，面向16位和某些高端8位MCU市場。M3據(jù)稱集低功耗、易用性和低成本于一體，面向16位和32位融合市場。和ARM7內(nèi)核相比，M3內(nèi)核具有更高性能、更低的成本和功耗，可以更好地和8位MCU對接。

NXP半導(dǎo)體多重市場半導(dǎo)體部門中國區(qū)高級產(chǎn)品市場經(jīng)理金宇杰表示，基于低端ARM產(chǎn)品開發(fā)就和8位MCU一樣簡單方便：片上內(nèi)存，集成的片上外設(shè)接口，無須外擴(kuò)總線，可以選擇使用精簡的操作系統(tǒng)或不使用操作系統(tǒng)，低成本的通用開發(fā)工具。

金宇杰還指出，8位過渡到32位，用戶最關(guān)心性能和兼容性，因此要保持8位與32位相同的周邊接口、寄存器位置和內(nèi)存空間分配，來降低用戶在不同系列產(chǎn)品間轉(zhuǎn)換所需的工作量。讓32位的接口與8位相同的設(shè)計理念是合理的，但對一些復(fù)雜接口的兼容，如以太網(wǎng)等，就存在著其性能有降低的可能。他表示：“我們注意到飛思卡爾 Flexis目前所提供還僅是一些簡單的接口， 如ADC、I2C、UART和SPI等。NXP在8位MCU的開發(fā)中同樣也已充分考慮與32位接口電路的兼容性，32位中廣泛使用的接口也會用在8位中?！?/span>

飛思卡爾：引腳、外設(shè)和工具兼容，F(xiàn)lexis系列打破“位”的界限

為了打通8位和32位MCU間移植和升級的通路，飛思卡爾最近發(fā)布了業(yè)界首對引腳、外設(shè)和開發(fā)工具兼容的8位與32位MCU，為設(shè)計多種產(chǎn)品或同一產(chǎn)品需要同時采用8位和32位MCU的客戶提供了一條簡單的遷移路徑，減少了客戶的開發(fā)成本和時間。

飛思卡爾MCU部高級市場經(jīng)理黃耀君介紹說，很多情況下客戶會設(shè)計一系列產(chǎn)品，需要同時用到8位和32位MCU，例如手持血壓計對功耗和成本要求嚴(yán)格采用8位，高級的醫(yī)用血壓監(jiān)測儀則會用32位；住宅安全控制系統(tǒng)采用8位，而商業(yè)安全控制系統(tǒng)會用32位。另外，同一個產(chǎn)品或系統(tǒng)中也可能會用到多個MCU，例如工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，主控制器采用32位，每個探頭采用8位；電梯系統(tǒng)中主控制器會采用32位，每一層門的控制可能會采用8位；一個POS機(jī)中會同時用到8位和32位MCU。

黃耀君指出：“由于同時需要開發(fā)8位和32位產(chǎn)品，目前客戶需要兩套不同的工程師、開發(fā)工具和軟件，成本和上市時間壓力非常大，客戶希望完全兼容8位和32位的開發(fā)系統(tǒng)?！?/p>

正是基于這種需求，飛思卡爾推出了8位/32位兼容的Flexis系列。由于引腳、外設(shè)和工具兼容，F(xiàn)lexis系列大大簡化了8位與32位之間的移植，使開發(fā)人員只需在同一開發(fā)板上更換MCU就可以簡單快速地實現(xiàn)移植。由于可以使用相同的集成工具套件，開發(fā)人員無需掌握新的代碼和工具。

QE128是Flexis系列的首對產(chǎn)品——基于S08核的MC9S08QE128(8位)和第一款基于ColdFire V1內(nèi)核的MCF51QE128(32位)。Flexis QE128的主要性能參數(shù)包括：50MHz內(nèi)核運行頻率、25MHz的總線頻率、最大為8K字節(jié)的RAM、最高128KB的閃存和24信道的12位ADC。由于V1是低成本的32位核，和S08核成本相差不大。

黃耀君表示，F(xiàn)lexis V1針對的應(yīng)用，是性能比現(xiàn)有8位MCU高一些，但價格比一般32位MCU低一些，另外又需要考慮8位兼容性，例如電梯控制，只需要一個20-30MIPS的32位MCU，F(xiàn)lexis V1就可以滿足要求，同時也可以利用8位的兼容性；如果客戶只需要32位的功能，根本不考慮8位兼容性，要求100甚至200MIPS以上的性能，可以直接采用飛思卡爾的V3、V4甚至PowerPC。

黃耀君總結(jié)說：“Flexis的應(yīng)用場合為，客戶有一系列高中低檔產(chǎn)品，其中Flexis V1可以滿足‘高檔’產(chǎn)品的要求，中檔可以采用Flexis S08-QE128，低檔產(chǎn)品可以采用未來陸續(xù)推出的S08QE64、QE32、QE16和QE8?！秉S耀君特別指出，在8位和32位的雙重擠壓下，16位MCU生存空間很少，主要限于汽車電子領(lǐng)域，因此Flexis沒有兼容16位，而是直接兼容8位和32位。

作為Flexis系列的首對產(chǎn)品，QE128是一對通用的超低功耗產(chǎn)品，應(yīng)用場合包括醫(yī)療儀器與監(jiān)控、工廠自動控制、POS設(shè)備、消防與安全系統(tǒng)、HVAC與樓宇控制、計量與消費電子產(chǎn)品等。飛思卡爾還將于2007年底到2008年中推出三對專用產(chǎn)品，包括支持USB2.0、帶LCD控制器和用于工業(yè)的5V產(chǎn)品。

Microchip：從8位升級到16/32位是一個偽命題

對于競爭對手的遷移策略，Ganesh Moorthy指出：從8位升級到16位，或者從8位升級到32位都是偽命題，真正的問題是以具有成本效益的方式解決客戶的應(yīng)用問題。不管是8位、16位還是32位MCU，關(guān)鍵是哪種MCU能最好地以最有成本效益的價格點來滿足其系統(tǒng)需求。

Microchip已在向客戶提供最高性能的8位MCU，可輕松抗衡低端16位MCU；我們還提供業(yè)內(nèi)最高性能的16位MCU，可以在性能和成本效益方面與所有其它16位MCU以及許多32位MCU一爭高下。我們尚未宣布32位MCU產(chǎn)品或策略，但是，作為MCU市場中的領(lǐng)導(dǎo)者之一，你可以確信我們不會忽視這個市場。

Microchip擁有8位與16位MCU及數(shù)字信號控制器之間通用的低成本開發(fā)工具，并提供引腳和軟件兼容性，為客戶提供了最大靈活性，Microchip是唯一做到這一點的MCU供應(yīng)商。實際上，客戶告訴我們，我們在產(chǎn)品架構(gòu)之間移植方面做得最好，這幫助他們保護(hù)和重復(fù)利用了R&D投資。

據(jù)我所知，飛思卡爾推出Flexis是面向未來的新產(chǎn)品。因此，飛思卡爾過去多年開發(fā)的多數(shù)產(chǎn)品，甚至全部產(chǎn)品將不具備這種兼容性，而且將需要許多年才會擁有符合這些營銷信息的深度產(chǎn)品線。實際上，最近16年Microchip的MCU產(chǎn)品一直在提供這種兼容性和輕松轉(zhuǎn)換路線。客戶最終將確定誰向他們提供了有價值的真正兼容性，就好像在8位MCU領(lǐng)域，據(jù)Gartner Dataquest的排名，Microchip是全球最大的8位MCU供應(yīng)商，比排在第二位的廠商高出22%。
價格壓力在8位MCU市場并不是什么新聞，該市場一直競爭激烈，現(xiàn)在也是這樣。Microchip通過一系列措施已使自己在8位市場獨具特色，這些措施包括：

1.提供具有成本效益的可編程(OTP)或者可重復(fù)編程(Flash)解決方案；

2.集成更多的模擬功能(如ADC)，從而降低客戶的系統(tǒng)成本；

3.集成具有創(chuàng)新性的外設(shè)，如以太網(wǎng)和USB，以支持客戶的創(chuàng)新活動；

4.最先推出6針、8針和14針MCU，在非常小的外形尺寸中容納強(qiáng)大的功能——促使 從未用過MCU的應(yīng)用開始采用MCU；

5.提高8位MCU的性能，使其能夠有效地與低端16位MCU競爭，從而向客戶提供成本 效益更高的解決方案；

6.提供通用的開發(fā)工具、引腳和外設(shè)，使客戶更容易在Microchip的PIC MCU產(chǎn)品 家族內(nèi)進(jìn)行切換；

7.提供低成本和易用的開發(fā)工具，使客戶能夠輕松迅速地開發(fā)自己的產(chǎn)品；

8.在業(yè)內(nèi)一貫保持最短的交貨期(3~4周)，使客戶有更大的靈活性；

9.向所有大小客戶提供業(yè)內(nèi)最強(qiáng)大的技術(shù)支持。除了技術(shù)熱線和在線技術(shù)支持提 供24/7服務(wù)以外，Microchip中國在2006年培訓(xùn)了7000多名工程師；它的11個地 區(qū)培訓(xùn)中心繼續(xù)每天提供小規(guī)模實際訓(xùn)練。

NXP：讓32位MCU具有8位的功耗、價格和物理尺寸

NXP是兼容方案的倡導(dǎo)者，該公司中國區(qū)高級產(chǎn)品市場經(jīng)理金宇杰的評論如下 ：

從發(fā)展趨勢來看，8位MCU所面臨的挑戰(zhàn)和沖擊，主要來自于具有更強(qiáng)運算能力和豐富功能的32位機(jī)。隨著32位MCU低成本、低功耗的進(jìn)一步改善，必將取代部分8位MCU的市場。在傳統(tǒng)8位的應(yīng)用領(lǐng)域，如白色家電、消費類電子產(chǎn)品等亦有32位MCU滲入。而8位MCU正向SOC內(nèi)核和智能機(jī)械方向發(fā)展，從而拓展出新的發(fā)展空間，并在提高性能和功能的同時，保持對32位機(jī)的價格優(yōu)勢。

恩智浦(NXP)產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略非常明確，8位MCU的高階產(chǎn)品直接升級到32位MCU。隨著ARM應(yīng)用在全球范圍的普及，32位MCU產(chǎn)品極大的豐富，同時開發(fā)工具的價格在逐步降低，越來越多的工程師投身到32位嵌入式開發(fā)中。而且從工藝制造及成本構(gòu)成來看，32位MCU已具備實力去拓展現(xiàn)有8位MCU的應(yīng)用領(lǐng)域。

在NXP現(xiàn)有MCU產(chǎn)品線中，用戶已經(jīng)可以實現(xiàn)從8位到32位的順利過渡。NXP 32位ARM產(chǎn)品具有從低端到高端的完整系列，而基于低端ARM產(chǎn)品開發(fā)就和8位MCU一樣簡單方便：片上內(nèi)存，集成的片上外設(shè)接口，無須外擴(kuò)總線，可以選擇使用精簡的操作系統(tǒng)或不使用操作系統(tǒng)，低成本的通用開發(fā)工具。從8位MCU到32位ARM系統(tǒng)的開發(fā)沒有門檻，而得到的是32位的高性能：速度更快，內(nèi)存更大，外設(shè)接口更豐富。

NXP已推出的LPC2000系列極具價格競爭力，可支持整個行業(yè)從8位發(fā)展到32位。通過消除價格差異，NXP讓用戶能夠以較低價格享用更高的處理能力。NXP認(rèn)為，客戶期望的是具有8位MCU功耗、價格和物理尺寸的32位產(chǎn)品，而LPC2000系列正是能夠達(dá)到這種期望的微處理器?；谶@樣的設(shè)計理念，NXP推出了一系列有極高性價比的產(chǎn)品，成為32位MCU市場的主導(dǎo)廠商。

8位過渡到32位，用戶最關(guān)心的通常是性能和兼容性。我們相信要以保持8位與32位MCU相同的周邊接口、寄存器位置和內(nèi)存空間分配，來降低用戶在不同系列產(chǎn)品間的轉(zhuǎn)換所需的工作量。

使32位的周邊接口看起來與8位的相同，這一設(shè)計理念是合理的，并且有其前景的。同時，對MCU設(shè)計者來說，所面臨的挑戰(zhàn)是，對一些復(fù)雜的周邊接口的兼容，如以太網(wǎng)等，就存在著其性能有降低的可能，我們注意到飛思卡爾 Flexis目前所提供的周邊接口還僅是一些簡單的接口， 如ADC、I2C、UART和SPI等。NXP在8位MCU的開發(fā)中同樣也已充分考慮與32位MCU接口電路的兼容性，32位中廣泛使用的接口電路也會被使用在8位MCU中。

ST：率先采用M3核，STM32面向16位和高端8位市場

除了和其它廠商一樣擁有基于ARM7和ARM9核的MCU產(chǎn)品外，ST不久前率先推出了基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32系列產(chǎn)品，面向16位和高端8位MCU市場。ST是Cortex-M3內(nèi)核開發(fā)項目的一個主要合作方，現(xiàn)在是第一個推出基于這個內(nèi)核的主要MCU廠商。

M3內(nèi)核是ARM公司為要求高性能(1.25DMIPS/MHz)、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計的。ARM中國總裁譚軍博士表示：“M3是我們專門針對MCU市場開發(fā)的，從性能方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過8位，從成本方面能夠和8位相比?！?/p>

Cortex-M3內(nèi)核增強(qiáng)了芯片上集成的各種功能，包括把中斷之間延遲降到6個CPU周期的嵌套向量中斷控制器、允許在每一個寫操作中修改單個數(shù)據(jù)位的獨立位操作、分支指令預(yù)測、單周期乘法、硬件除法和高效的Thumb2指令集，這些改良技術(shù)使Cortex-M3內(nèi)核具有優(yōu)異的性能、代碼密度、實時性和低功耗。

和ARM7內(nèi)核相比，M3內(nèi)核具有更高的性能、更低的成本和功耗，可以更好地和8位MCU對接。據(jù)介紹，在性能方面，STM32系列的處理速度比同級別的基于ARM7TDMI的產(chǎn)品快30%，換句話說，如果處理性能相同，STM32產(chǎn)品功耗比同級別產(chǎn)品低75%。同樣地，使用新內(nèi)核的Thumb2指令集，設(shè)計人員可以把代碼容量降低45%，幾乎把應(yīng)用軟件所需內(nèi)存容量降低了一半。

ST表示，當(dāng)用戶從8位轉(zhuǎn)向16/32位時，需要面對16位和32位的艱難選擇，必須在性能、成本、功耗和標(biāo)準(zhǔn)/私有架構(gòu)等因素之間做出取舍，如16位的不足包括私有架構(gòu)、代碼限制、有限性能和有限軟件/工具，32位的不足是價格高和功耗高，而STM32融低功耗、易用性和低成本于一身，消除了這些需要折衷的因素，走在了融合16位和32位MCU市場的前列。

STM32又分成兩個不同的系列： “增強(qiáng)型”系列，時鐘頻率達(dá)到72MHz； “基本型”系列時鐘頻率為36MHz。兩個系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。時鐘頻率72MHz時，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗僅36mA，據(jù)稱是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品，相當(dāng)于0.5mA/MHz。

除工業(yè)可編程邏輯控制器(PLC)、家電、工業(yè)及家用安全設(shè)備、消防和暖氣通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等傳統(tǒng)應(yīng)用，智能卡和生物測定等消費電子/PC應(yīng)用外，新的STM32系列還特別適合側(cè)重低功耗的設(shè)備，如血糖和血脂監(jiān)測設(shè)備。