ARM Cortex內(nèi)核改變了MCU產(chǎn)品的傳統(tǒng)形態(tài)，畢竟通用的標(biāo)準(zhǔn)有助于減少整體系統(tǒng)成本,、降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度并縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間,。開(kāi)發(fā)人員在為特定設(shè)計(jì)選擇MCU時(shí)需考慮諸多因素，如存儲(chǔ)大小,、輸入輸出引腳數(shù)量,、通信接口等。然而,，在多種基于ARM標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的MCU產(chǎn)品都滿(mǎn)足基本需求的情況下,，Silicon Labs認(rèn)為開(kāi)發(fā)人員可從下列因素中進(jìn)一步縮小選擇范圍，例如：混合信號(hào)集成度,、可配置性,、功耗和開(kāi)發(fā)難度等。Silicon Labs期望通過(guò)Precision32系列產(chǎn)品,，重塑32位MCU產(chǎn)品領(lǐng)域的多功能,、一體化、高能效和易用特性,。

集成多種外設(shè)降低系統(tǒng)成本

Precision32結(jié)合了Cortex-M3 CPU和多種模擬組件,，主要包括：兩個(gè)12位ADC、兩個(gè)10位DAC,、一個(gè)振蕩器,、一個(gè)16通道觸摸傳感器，以及Flash閃存,、定時(shí)器,、計(jì)數(shù)器和串行接口等(圖1)，適用于包括便攜式醫(yī)療裝置,、銷(xiāo)售終端外設(shè),、電機(jī)控制、工業(yè)監(jiān)控,、條碼掃描儀,、光學(xué)觸摸屏接口,、傳感控制器和家庭自動(dòng)化系統(tǒng)等應(yīng)用在內(nèi)的各種領(lǐng)域。

圖1，Precision32 MCU框圖,。

據(jù)介紹,，該系列產(chǎn)品外設(shè)集成度較高，集成了先進(jìn)鎖相環(huán)(PLL)的精密振蕩器,，而無(wú)需昂貴的8MHz晶體,，可為無(wú)外部晶體的USB操作提供所需的高精度時(shí)鐘，同時(shí)內(nèi)核可以獨(dú)立工作在1MHz~80MHz任何頻率,；內(nèi)部5V電壓調(diào)節(jié)器使MCU可直接從USB或5V電源供電,，無(wú)需外部穩(wěn)壓器；六個(gè)高驅(qū)動(dòng)I/O(每個(gè)高達(dá)300mA),，可直接驅(qū)動(dòng)高功率LED,、小馬達(dá)、蜂鳴器和功率MOSFET,，并可以作為升壓轉(zhuǎn)換控制器,；電容觸摸通道多達(dá)16個(gè)，減少按鍵,、滑動(dòng)條或滾輪應(yīng)用中額外需要的觸摸傳感器IC,；Precision32系列產(chǎn)品提供完整的USB2.0 PHY和模擬前端，可直接連接到USB控制器接口,，而其他大多數(shù)MCU需要外部USB上拉電阻和終端電路,。通過(guò)集成以上片上外設(shè)，大大減少了外圍元器件數(shù)量和系統(tǒng)成本(圖2),，可節(jié)省BOM成本達(dá)1.34美元,。

圖2，典型的基于MCU設(shè)計(jì)中,，高集成度Precision32芯片能替代多個(gè)外圍元器件,。

延續(xù) 8位MCU優(yōu)勢(shì)

據(jù)Silicon Labs公司單片機(jī)產(chǎn)品線總經(jīng)理MikeSalas 介紹， 該公司在開(kāi)發(fā)8位MCU產(chǎn)品方面已有十多年經(jīng)驗(yàn),，因此在研發(fā)Precision32時(shí),，延續(xù)了前代產(chǎn)品的諸多優(yōu)勢(shì)： 首先是低功耗設(shè)計(jì)方面，通過(guò)Silicon Labs專(zhuān)利的低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)降低了每個(gè)MCU區(qū)塊功耗，與其它同類(lèi)32位方案相比,，工作電流減少達(dá)33%(在80MHz時(shí)22mA或275μA/MHz),，休眠電流降低100倍(0.35μA，啟動(dòng)RTC并且4KB RAM內(nèi)容保留),。此外,，多種電源模式和時(shí)鐘選項(xiàng)也能夠在特定性能水平下，優(yōu)化設(shè)計(jì)并達(dá)到最低功耗,。

其次,， 在架構(gòu)的選擇方面，繼續(xù)優(yōu)化其8位MCU的Crossbar架構(gòu)(圖3),，并通過(guò)與拖拽式的GUI結(jié)合，可使開(kāi)發(fā)人員更加容易地選擇所需模擬和數(shù)字外設(shè),，并為外設(shè)分配引腳,。而同類(lèi)MCU通常需預(yù)定義外設(shè)位置和引腳，導(dǎo)致潛在引腳沖突,，迫使他們不得不改變?cè)O(shè)計(jì)或是使用更大,、更昂貴的封裝。

圖3，專(zhuān)利Crossbar架構(gòu)可確保最大靈活性,。

此外,，在無(wú)外部晶體以及ADC的設(shè)計(jì)方面，都繼續(xù)發(fā)揮了已有優(yōu)勢(shì),。Mike Salas認(rèn)為,，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在MCU開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能更注重閃存和RAM等等，而Silicon Labs的獨(dú)特之處在混合信號(hào)的處理和集成方面,，Precision32系列產(chǎn)品的模擬外設(shè)具有全溫度和電壓(低至1.8V)范圍內(nèi)的額定特性,。

MCU產(chǎn)品策略解讀

在眾多MCU廠商紛紛推出基于ARM Cortex-M4的產(chǎn)品時(shí)，SiliconLabs為何仍對(duì)Cortex-M3情有獨(dú)鐘,？跳過(guò)16位MCU,，直接推出32位產(chǎn)品，又是出于怎樣的考慮,？

Mike Salas表示,，經(jīng)過(guò)深入的市場(chǎng)調(diào)查，Silicon Labs認(rèn)為Cortex-M3的市場(chǎng)并未飽和,，仍有大量的發(fā)展空間,，從這一內(nèi)核起步會(huì)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。而之所以跳過(guò)16位的產(chǎn)品，主要是因?yàn)镾ilicon Labs在8位MCU時(shí)代已推出一些能夠與16位MCU相媲美的高性能產(chǎn)品,，因此不再著重開(kāi)發(fā)16位產(chǎn)品,，而是在32位MCU領(lǐng)域搶占更多市場(chǎng)機(jī)會(huì)，通過(guò)8位與32位共同發(fā)展的策略來(lái)布局MCU市場(chǎng),。Mike Salas說(shuō)：“混合信號(hào)的整合和處理一直是Silicon Labs創(chuàng)新的重中之重,，包括在混合信號(hào)處理方面的遙感器、無(wú)線的控制器等等,。我們會(huì)在多方面實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新,，不光是在內(nèi)核處理方面，還有低功耗,、高功效的外設(shè)集成,。”