給MCU一個低功耗的支點可撬起整個物聯網

本刊記者 薛士然

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給MCU一個低功耗的支點可撬起整個物聯網

本刊記者 薛士然

無論是關于未來的預測,還是現在諸多公司正在謀劃的戰略布局，物聯網總是提及頻率非常高的一個字眼。關于其未來市場的一個具體預測數字——500億，我們也早已熟記在心，但是如何抓住機會，卻是仁者見仁、智者見智了。

MCU在這場盛宴之中，將會扮演十分重要的角色，各MCU廠商也是使出渾身解數，推出適合于物聯網應用的產品。在MCU領域已經深耕20年的Atmel，也應景地推出了兩款產品：一個8位ATmega168(以下簡稱mega168)AVR MCU和一個32位SAM L21系列MCU。

Atmel公司高級產品經理Bj?rn?ge Brandal介紹說，物聯網應用給MCU廠商提出的最重要的一個要求就是低功耗，因為在物聯網設備中，有很大一部分是采用電池供電的，而且還要求幾年甚至幾十年不間斷工作，這就對MCU的功耗提出了非常苛刻的要求。

新品亮點

8位ATmega168 AVR MCU

mega168，這是一款8位AVR架構的MCU，配備4 KB至16 KB閃存。因為AVR架構在8位單片機中非常受歡迎，而且在很多無需復雜運算的應用中，8位MCU依然是重要選擇，所以Atmel又繼續推出新的8位產品，并且承諾所有AVR產品均提供12年供貨保證。

mega168繼承了mega系列簡單易用的特點，而且還增加了許多新的特性，比如每個MCU擁有唯一的ID，在物聯網應用中，可以為每個設備提供網絡認證，從而保證設備的安全性；增加了內置振蕩器，在MCU做非同步算法時，無需借助外部振蕩器；提高了內部參考電壓的精度，使模數轉換率更高，結果更準確；新增加了Qtouch外設觸摸控制器，這是屏幕觸控化時代的需要；增加了USART(開機喚醒位)，其能夠使MCU在深度睡眠狀態下成功被喚醒。用Brandal的話來說：“mega168不是一個全新的產品，而是一個改良產品，能夠為新老設計提供更為便捷，快速和低成本的升級路徑。”

mega168采用經過優化的真正5 V 130 nm工藝。Brandal解釋了真正的5 V 130 nm工藝的概念，到現在，8位MCU在功能上已經達到了非常優秀的水平，許多公司的8位產品會在功耗和產品尺寸方面做優化，使用制程更高的工藝就是一個方法，但是往往產品尺寸變小了，內部的電壓也會隨之降低，從而影響產品的使用性能。Atmel mega168采用經過優化的130 nm工藝，可以保證產品內部電壓不會降低。

32位SAM L21系列MCU

Atmel推出的新的SAM L21系列32位MCU，以低功耗為亮點，目標為物聯網應用。這是一顆使用ARM Cortex-M0+內核的MCU，通過在外設方面的優化，使這顆MCU在活動模式下的功耗化為40 μA/MHz,在32 KB RAM記憶保存以及實時時鐘和日歷的情況下僅消耗不到900 nA的電能，在深度睡眠模式下功耗為200 nA，這與市面上70 μA/MHz的產品相比，功耗顯著降低，這樣就大延長了物聯網應用中使用電池供電設備的使用壽命，甚至能延長至數十年。還有哪個性能比功耗大大降低更加振奮人心的呢？對于物聯網應用來說，低功耗就是殺手锏。

除了低功耗特點之外，SAM L21系列還通過優化外設，建立事件發生系統和夢游系統，減少CPU負荷占用量，內部增加上電復位、過電壓保護，無需在外面增加復位保護電路等優勢，使MCU更加智能。Brandal說：“很多公司都在使用ARM架構，但是如何讓自己的產品更加受到客戶的喜歡，差異化是非常重要的。Atmel不會采用價格戰的策略，而是圍繞本身已經優化很好的ARM內核，進一步在外設的優化方面下功夫，進而打造出能夠標榜Atmel品牌的MCU。”

不單純是芯片……

MCU早已結束廠商單純提供一顆小小芯片的時代，芯片公司正在投入更多的精力在芯片之外。Atmel能夠提供一個完整的集成開發工具平臺，包括硬件工具和工具包Xplained Pro、免費開發工具Atmel Studio 6、嵌入式軟件Atmel Software Framework和APP商店Atmel Gallery，而且這是8位和32位應用開發的單一通用平臺。另外Atmel提供的8位和32位MCU，全部支持無線解決方案、保證使用安全、支持電容觸控傳感器、可以定制應用，這樣能夠保證產品的互補性，客戶可以根據自己的應用需要，選擇合適的產品。

正如Brandal在分析物聯網應用時所說：“物聯網應用的范圍非常廣泛，很難說它的主流是8位還是32位，在有些小的應用中，8位的性能已經足以，而且這些小的應用，數量也是很大的，所以Atmel 8位MCU會關注邊緣應用，32位產品側重高性能應用，兩者相結合，爭取在物聯網應用市場獲得更大的發展空間。”