MCU（Micro Controller Unit）是微控制器的英文縮寫，它又稱單片微型計算機（Single Chip Microcomputer），國內(nèi)俗稱單片機。
MCU是所有嵌入式系統(tǒng)的心臟，是各種系統(tǒng)活動的發(fā)源地。現(xiàn)在，中國已成為全球最大的MCU產(chǎn)品應(yīng)用市場。據(jù)市場研究公司iSuppli預(yù)測，2006年到2010年，中國MCU市場復(fù)合年增長率(CAGR)將達到8%。
MCU（Micro Controller Unit）是指計算機的CPU、RAM、ROM、定時數(shù)器、多種I/O接口和外圍電路集成在單一芯片上，形成芯片級的計算機。它扮演著各種系統(tǒng)控制核心的角色，協(xié)調(diào)各系統(tǒng)和顯示、鍵盤、傳感器、電機等周邊器件的操作。
1975年，摩托羅拉公司推出全球第一塊MCU?，F(xiàn)在，它已廣泛應(yīng)用于消費類電子、汽車電子、信息、工控、通信、航天和軍工等諸多領(lǐng)域，并滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€角落?！熬盼濉逼陂g，我國開始組織MCU芯片的科技攻關(guān)，目前國產(chǎn)MCU僅處于起步階段。
現(xiàn)在，中國已成為全球最大的MCU產(chǎn)品應(yīng)用市場。在這一市場里，什么樣的MCU正在成為主流，未來還會有怎樣的變化？為此，《科學(xué)時報》記者采訪了在中國MCU市場占有率第一的日本瑞薩科技公司的相關(guān)人士。
16位和32位MCU已成搖錢樹
由于對功能要求有限及對成本高度敏感，在中國市場上4位和8位MCU一直占據(jù)著主流地位。然而，在接受采訪時，瑞薩科技公司MCU事業(yè)部董事兼總經(jīng)理武部秀治卻告訴記者：“現(xiàn)在16位和32位MCU銷售額已占到瑞薩MCU總銷售額的60%?！?/p>
“雖然與4位和8位MCU相比，16位和32位MCU的產(chǎn)量仍占少數(shù)，但因為它們利潤高，所以就成了瑞薩MCU方面的搖錢樹?！睂Υ耍鹚_電子（上海）有限公司MCU產(chǎn)品營業(yè)部執(zhí)行總監(jiān)邱榮豐這樣向記者解釋。
武部秀治和邱榮豐都認為，以中國為中心的亞洲市場已成為全球增長最強勁的MCU產(chǎn)品應(yīng)用市場。汽車電子和工業(yè)電子成為維持中國MCU市場增長的關(guān)鍵推動因素。此外，監(jiān)控、馬達控制和測量儀器市場的增長也對中國MCU市場有較大貢獻，特別是安全系統(tǒng)、馬達控制、電力機車、安全與控制以及車載娛樂系統(tǒng)將成為16位和32位MCU產(chǎn)品的新驅(qū)動力。而且，3C融合使得高端家用電器也將需要16位甚至32位MCU以滿足更多高級系統(tǒng)設(shè)計要求。
據(jù)市場研究公司iSuppli預(yù)測，2005年到2010年，中國16位和32位MCU產(chǎn)品市場將分別達到11%和20%的復(fù)合年增長率。
“從2008年開始，中國的MCU市場會進入一個新的時代，對16位、32位MCU的市場需求會迅速增加，所以瑞薩計劃從明年開始推出更多16位、32位MCU產(chǎn)品?！蔽洳啃阒伪硎尽?/p>
發(fā)展多核MCU尚看有無需求
MCU供應(yīng)商為了提供更高性能的產(chǎn)品，無可避免地要面對功耗挑戰(zhàn)。目前，隨著市場的發(fā)展，單純通過提高時鐘速率提升性能的方式，將帶來極大的功耗問題。此外，對MCU廠商來說，未來在汽車應(yīng)用中對系統(tǒng)安全性的要求會越來越高，特別是發(fā)動機管理、安全等直接關(guān)系到乘客生命安全的系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中往往會使用多核MCU技術(shù)。為此，各廠商正努力以新的方式尋求突破，當前市場主流的方法即采取多核處理器架構(gòu)。
據(jù)悉，在美國加利福尼亞州圣克拉拉市舉行的第四屆ARM開發(fā)者大會上，ARM公司發(fā)布了其新款Cortex-A9處理器系列。其中，ARM Cortex-A9 MPCore多核處理器與ARM Cortex-A9單核處理器能在嚴格的功率限制下提供超高性能。Cortex-A9處理器提供了具有高擴展性和高功耗效率的解決方案。利用動態(tài)長度、八級超標量結(jié)構(gòu)、多事件管道及推斷性亂序執(zhí)行，能在頻率超過1GHz的設(shè)備中，在每個循環(huán)下執(zhí)行多達四條指令，同時還能減少目前主流八級處理器的成本并提高效率。
今年上半年，MIPS公司推出新型RISC的32位MPU內(nèi)核，該IP核包含一個超標量體系結(jié)構(gòu)以及用于一系列高性能應(yīng)用的亂序技術(shù)。MIPS32 74K產(chǎn)品線由兩個可合成的內(nèi)核74Kc和74Kf組成，74Kc是基本整數(shù)核，而74Kf則是整型核與高性能浮點單元的結(jié)合。74K以TSMC的65nm工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，由一個超標量體系結(jié)構(gòu)及具備增強型DSP指令的17級管線架構(gòu)構(gòu)成。
同時，英特爾公司也推出了用于嵌入式計算的第一個四核處理器——Quad-Core Xeon處理器5300系列。Xeon E5335和E5345具有雙處理能力，提供8MB L 2高速緩存，前端總線速度為1333MHz。
今年11月，瑞薩科技宣布為采用多核處理器的分布式功能系統(tǒng)開發(fā)出了兩種新的支持技術(shù)：EXREAL-ExARIA和EXREAL-ExVisor。這些新技術(shù)結(jié)合了EXREAL Platform，可以為覆蓋從瑞薩的系統(tǒng)級芯片(SoC)器件開發(fā)到客戶的系統(tǒng)開發(fā)全過程提供集成解決方案。
“現(xiàn)在瑞薩的產(chǎn)品線上已經(jīng)有了多核的產(chǎn)品，而且在歐美市場已經(jīng)得到應(yīng)用。但是，這些產(chǎn)品是否要在中國推廣，還要看是否存在這樣的市場需求?！鼻駱s豐說，“我們正在作這樣的調(diào)查?！?/p>
拓展中國市場需要本土化
現(xiàn)在，國內(nèi)MCU市場基本被國外MCU廠商所壟斷。華潤矽科、上海海爾集成等國內(nèi)MCU生產(chǎn)設(shè)計公司正在奮起直追。不過，由于中國的MCU應(yīng)用市場非常分散，從低端電子玩具到高級移動電話基站，對國際MCU供應(yīng)商來說，繼續(xù)在中國發(fā)展業(yè)務(wù)也面臨很大的挑戰(zhàn)。
與全球其他區(qū)域相比，邱榮豐認為，中國MCU市場的特點是，企業(yè)在推出產(chǎn)品的時候，要考慮到整體解決方案。其次，產(chǎn)品一定要在成本方面有競爭力。此外，服務(wù)要周到。據(jù)他透露，瑞薩目前在中國已經(jīng)有100多個專門從事技術(shù)支持的工程師。
“在中國發(fā)展，非常需要中國人的支持?！蔽洳啃阒握f。
據(jù)悉，2007年，瑞薩在中國的MCU營業(yè)額是1.8億美元，2010年這一數(shù)字將變成3.8億美元。為了實現(xiàn)這一目標，瑞薩計劃大幅提升其在中國的投入，將位于北京和蘇州的設(shè)計公司的設(shè)計人員從現(xiàn)在的350名增加到2009財年的500名。
邱榮豐表示：“除價格外，中國客戶也越來越重視質(zhì)量要求。這是公司加強本地化研發(fā)投入的主要原因?！睋?jù)透露，瑞薩本地研發(fā)主要應(yīng)對目前占中國市場主流的4位和8位MCU市場，以及今后不斷成長的16位、32位市場。具體而言，在低端市場方面，瑞薩將面向中國市場的閃存MCU、QzROM進行本土化開發(fā)，并將空調(diào)、遙控器、電子儀表、小型家電、電動自行車作為5大應(yīng)用領(lǐng)域；高端市場方面，瑞薩則會和中國第一汽車集團公司等中國合作伙伴一起開發(fā)，為今后不斷增長的汽車電子市場提供16和32位MCU，以及金融、交通領(lǐng)域的智能安全MCU。
