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(gè)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(jí)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(shí),，為用戶提供一條通向16/32位MCU的平滑升級(jí)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(diǎn),。

不久前,，老牌8位巨頭飛思卡爾發(fā)布了業(yè)界首個(gè)8位和32位兼容的MCU產(chǎn)品Flexis系列，實(shí)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(jí)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(huì)上，飛思卡爾MCU部高級(jí)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,。看來,，飛思卡爾希望借助8位/32位兼容性收回失地,。

對此,，Microchip高級(jí)單片機(jī)和存儲(chǔ)產(chǎn)品部副總裁Ganesh Moorthy評(píng)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(jí)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(jí)戰(zhàn)略不同的是,，Microchip認(rèn)為從8位升級(jí)到16位還是32位是一個(gè)偽命題,，關(guān)鍵是以最具性價(jià)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(jí)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(jì)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(huì)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(jí)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(jì)多種產(chǎn)品或同一產(chǎn)品需要同時(shí)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(shí)間。

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

黃耀君指出：“由于同時(shí)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(shí)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(shí)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(yùn)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(jià)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(gè)20-30MIPS的32位MCU，F(xiàn)lexis V1就可以滿足要求,，同時(shí)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,。”黃耀君特別指出，在8位和32位的雙重?cái)D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(dòng)控制、POS設(shè)備,、消防與安全系統(tǒng),、HVAC與樓宇控制、計(jì)量與消費(fèi)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(jí)到16/32位是一個(gè)偽命題

對于競爭對手的遷移策略,，Ganesh Moorthy指出：從8位升級(jí)到16位,，或者從8位升級(jí)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(jià)格點(diǎn)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(huì)忽視這個(gè)市場,。

Microchip擁有8位與16位MCU及數(shù)字信號(hào)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(diǎn)的MCU供應(yīng)商。實(shí)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(huì)擁有符合這些營銷信息的深度產(chǎn)品線。實(shí)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(jià)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(jià)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(dú)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(dòng)；

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(gè)地 區(qū)培訓(xùn)中心繼續(xù)每天提供小規(guī)模實(shí)際訓(xùn)練,。

NXP：讓32位MCU具有8位的功耗,、價(jià)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(jí)產(chǎn)品市場經(jīng)理金宇杰的評(píng)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(yùn)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(fèi)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(shí)，保持對32位機(jī)的價(jià)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(jí)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(shí)開發(fā)工具的價(jià)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(shí)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(shí)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(jià)格競爭力,，可支持整個(gè)行業(yè)從8位發(fā)展到32位,。通過消除價(jià)格差異，NXP讓用戶能夠以較低價(jià)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(jià)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,。基于這樣的設(shè)計(jì)理念,，NXP推出了一系列有極高性價(jià)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(jì)理念是合理的,，并且有其前景的,。同時(shí)，對MCU設(shè)計(jì)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(huì)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(xiàng)目的一個(gè)主要合作方,，現(xiàn)在是第一個(gè)推出基于這個(gè)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(jì)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(gè)CPU周期的嵌套向量中斷控制器,、允許在每一個(gè)寫操作中修改單個(gè)數(shù)據(jù)位的獨(dú)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(shí)時(shí)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(jí)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(jí)別產(chǎn)品低75%。同樣地,，使用新內(nèi)核的Thumb2指令集,，設(shè)計(jì)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(shí)，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(jià)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(gè)不同的系列： “增強(qiáng)型”系列,，時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz,； “基本型”系列時(shí)鐘頻率為36MHz。兩個(gè)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(shí)鐘頻率72MHz時(shí)，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(fèi)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,。