傳感器作為電子產(chǎn)品的“感知中樞”，在消費(fèi)電子,、工業(yè)、醫(yī)療,、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，于基本功能之外也開始越來越多承擔(dān)自動(dòng)調(diào)零,、自 校準(zhǔn),、自標(biāo)定功能，同時(shí)具備邏輯判斷和信息處理能力,，能對(duì)被測量信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理或信號(hào)處理,。這就需要其擁有越來越強(qiáng)的智能處理能力，也即朝著智能化的方 向發(fā)展,。為了使客戶能夠更快,、更便捷地完成系統(tǒng)開發(fā)，一些傳感器廠商開始將MCU與傳感器加以整合,，提供MCU+傳感器的模塊化開發(fā)平臺(tái),，逐漸成為一類產(chǎn) 品發(fā)展趨勢。

    然而,，無論是場景,、位置和環(huán)境感知，還是基于運(yùn)動(dòng),、觸摸和手勢的交互功能,，往往需要傳感器的“始終開啟”來實(shí)現(xiàn)，這與物聯(lián)網(wǎng),、移動(dòng)通信終端 的低功耗化趨勢又有所相悖,。MCU往往具有多種工作模式,，睡眠模式下只需極低功耗,。但“始終開啟”對(duì)于MCU和傳感器的低功耗需求提出巨大挑戰(zhàn)。如何解決 這一矛盾關(guān)系到MCU與傳感器的發(fā)展路徑,。為此《中國電子報(bào)》采訪業(yè)界主流廠商,，探討技術(shù)發(fā)展方向,。

    飛思卡爾高級(jí)副總裁兼微控制器部總經(jīng)理Geoff Lees

    MCU＋傳感器將走向SoC化

    毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)將成為全球信息通信行業(yè)的又一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),，安全性,、可擴(kuò)展性和高能效是驅(qū)動(dòng)未來IoT發(fā)展的三要素。物聯(lián)網(wǎng)的基本要求是物 物相連,，每一個(gè)需要識(shí)別和管理的物體上都需要安裝與之對(duì)應(yīng)的傳感器,。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，要求傳感器不僅具備基礎(chǔ)的信息收集功能,，智能化的信息處理能力 也成為判斷其性能高低的重要依據(jù),。因?yàn)椴豢赡軐⑺羞\(yùn)算都放到云端完成，網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)也要完成各自的運(yùn)算任務(wù),。因此,，傳感器和微處理器結(jié)合、具有各種功 能的單片集成化智能傳感器成為主要發(fā)展方向?，F(xiàn)在傳感技術(shù)和MCU的發(fā)展很快,，集成度越來越高。盡管MCU與傳感器的工藝技術(shù)有很多不同之處,，目前實(shí)現(xiàn)整 合比較困難,。但是SoC是行業(yè)發(fā)展的大趨勢。我們?cè)诿芮杏^察是否能在下一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)上,，比如28nm實(shí)現(xiàn)兩者工藝的融合,。

    此外，32位MCU的增長速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出8位和16位MCU,。32位MCU在全球增長速度是15%以上,，其中ARM架構(gòu)的32位MCU的 增長速度更達(dá)到這一速度的兩倍。過去兩年里,，32位MCU出貨量翻一番,，以前的規(guī)律通常是5年才能達(dá)到翻一番。2014年在全球范圍內(nèi)的增長,，主要來自 IoT和智能互聯(lián)增長的貢獻(xiàn),。基于ARM架構(gòu)的Kinetis系列是市場上表現(xiàn)最好的MCU產(chǎn)品之一,，并保持了強(qiáng)勁的增長勢頭,。我們相信，ARM生態(tài)環(huán)境 將支持我們更好地服務(wù)客戶,，簡化他們的設(shè)計(jì),，使客戶將更多精力關(guān)注于應(yīng)用、軟件和服務(wù)上,。

    恩智浦微控制器通用市場產(chǎn)品線總經(jīng)理Ross Bannatyne

    以MCU“監(jiān)聽”功能解決傳感器高功耗挑戰(zhàn)

    現(xiàn)今移動(dòng)設(shè)備引入的各種高級(jí)功能,，例如場景,、位置和環(huán)境感知，以及基于運(yùn)動(dòng),、觸摸和手勢的交互功能,，甚至包括語音激活，都是通過不斷增加的 “始終開啟”傳感器來實(shí)現(xiàn)的,。在不久的將來,，其他行業(yè)也將需要類似于智能手機(jī)的產(chǎn)品功能來增強(qiáng)他們的客戶體驗(yàn)，從而同樣取得顯著的進(jìn)步,。當(dāng)前,，很多已有 MCU傳感器處理架構(gòu)耗能過多，或者無法隨著傳感器數(shù)量的增加來有效地?cái)U(kuò)展,。LPC54100系列僅需3μA的極小電流即可實(shí)現(xiàn)持續(xù)傳感器監(jiān)聽,，這對(duì)始終 開啟的應(yīng)用至關(guān)重要。另外,，作為傳感器應(yīng)用領(lǐng)域的首創(chuàng)功能,，該系列產(chǎn)品的非對(duì)稱雙核架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了工作狀態(tài)下可裁減的功耗/性能，讓開發(fā)人員能夠使用 Cortex M0+內(nèi)核（55μA/MHz的）來處理傳感器數(shù)據(jù)采集,、整合和外部通信,，從而優(yōu)化能效，或者使用Cortex M4F內(nèi)核（100μA/MHz）更快執(zhí)行復(fù)雜數(shù)學(xué)密集型算法（例如,，運(yùn)動(dòng)傳感器融合）,，同時(shí)節(jié)省能源。

    該架構(gòu)帶有專為實(shí)現(xiàn)高能效而全新設(shè)計(jì)的一系列模擬和數(shù)字接口,，包括能夠在寬電壓范圍內(nèi)（1.62V～3.6V）支持各種規(guī)格性能的12bit,、4.8Msps/s的ADC，以及低功耗串行接口,，這些接口讓LPC54100系列能夠提供低于其他同類微控制器的能耗,。

    奧地利微電子高級(jí)市場經(jīng)理Russell Jordan

    整合MCU與傳感器 SIP是當(dāng)前主流

    作為物聯(lián)網(wǎng)感知層的重要組成部分，智能傳感器的作用越來越明顯,，MCU+傳感器所形成的智能傳感器越來越成為微電子廠商進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的一種 選擇,。整合傳感器與MCU將是未來的發(fā)展趨勢，但業(yè)者應(yīng)順其自然,，比如CO2感應(yīng)器,、濕度傳感器、亮度傳感器等與MCU整合起來十分困難,，目前來看兩者分 立也沒有太大的缺點(diǎn),，廠商可不必強(qiáng)求；但是對(duì)于一些相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)整合的傳感器類型，比如觸摸屏控制器,、加速度計(jì)、陀螺儀,，在市場需求擴(kuò)大之后,，已經(jīng)有廠商 將其SoC化了，廠商應(yīng)迅速抓住機(jī)會(huì),。

    傳感器使用的MEMS工藝和MCU制程有差異,，兩者的SoC整合在半導(dǎo)體技術(shù)上存在一定的挑戰(zhàn)。相對(duì)而言,，SIP的解決方案更加可行?，F(xiàn) 在，許多MCU已經(jīng)采用這種方式與傳感器相集成,。我們會(huì)看到更多專為自動(dòng)采集傳感器數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的MCU架構(gòu)的出現(xiàn),，在為IoT而優(yōu)化的超低功耗平臺(tái)上實(shí)現(xiàn) 傳感器數(shù)據(jù)匯聚。