应用:物联网与汽车前景持续看好
《中国电子报》:物联网对MCU的需求是什么?
谢文录:如今,万物互联的趋势使得安全问题备受关注,而MCU作为主控芯片,其安全性决定着整个系统的安全。对于物联网底层的安全一般涉及存储、外围通信接口、身份认证以及系统控制平台本身的安全性。华虹在安全领域拥有十多年的丰富经验,包括加密技术在内的一些能力都将体现到其产品及未来的整体解决方案中。
森太郎:市场对微控制器+通信的设备有更大需求,并且要求支持低消耗电流、小尺寸和OTA。
曹锦东:低功耗和高性能的兼顾是物联网对MCU的长期要求,意法半导体在设计工艺、架构优化、低功耗外设方面投入了巨大的研发,现在已有许多产品在物联网相关领域应用。
庄文聪:性能和功耗永远是矛盾的,所以还是要针对具体的需求来做取舍。瑞萨已经推出MCU+BLE的单芯片解决方案,我们也会陆续推迟其他各类解决方案。
Daniel Cooley:物联网的一些重要需求趋势是低功耗、联通性和安全性。对于诸如MCU+无线这样的集成化解决方案的需求也在不断增长,其在许多情况下可以提供更优的占板面积、成本和功能。物联网领域的性能需求变化很大。为了限制带宽使用并提供更高质量的输出,一些传感器节点在传感器数据被发送到云端之前需要对其数据进行重要的处理。在这些情况下,高性能可能是重要的。其他的应用则拥有一种完全不同的情况:这时节点大部分时间都处于睡眠状态,并且对于应用来说最重要的事情是拥有一个低睡眠电流。
《中国电子报》:MCU在汽车中的应用趋势有哪些?
李兴:未来汽车技术的创新主要依赖于电子技术的创新,作为汽车电子模块中的核心,MCU在汽车中的数量会持续增长,应用的领域也会越来越广,很多传统的机械控制会被新一代的电子控制所取代。其中,32位MCU增长速率最快,在很多ECU中都是主流的选择,飞思卡尔的汽车电子MCU新产品也是以32位为主。从应用方面来看,高级驾驶辅助系统(ADAS),包括车道偏移报警、盲点检测、360度环视等具体应用,会有快速的增长。新能源汽车的一些ECU应用,包括电池管理等,也很有潜力。
森太郎:在现实中越来越多的人关注如何实现车辆的自动控制。在2020年开始扩大自动操作趋势的背景下,安全技术、高速通信技术、容错技术将是下一代汽车电子MCU的基本技术要求。目前,基于EVITA安全技术的硬件IP和软件正处于MCU的实施阶段。用于汽车控制的以太网标准作为高速通信的一种方式正不断进步。另外,在容错技术方面,ISO26262中关于故障操作标准化的调查也已经开始了。
游理查:MCU在汽车中的应用非常广泛,比如车载系统、驾驶员座舱、辅助系统、便利功能等。复合年均增长率达到18%的ADAS技术是目前汽车电子领域成长最快的应用。这些技术是实现全自动驾驶系统的基石,需要在控制架构开发中集成强大的功能安全,这也就意味着需要配备具有高性能代码执行和数据吞吐能力的处理器。根据ARM的预测,相较于2016年的车型,配备先进驾驶辅助系统(ADAS)的车辆在2024年将被要求提升至少100倍的计算能力,其中,功能安全将成为行业的首要考量。ARM的不同款处理器,包括Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M处理器都已被用在汽车上。此外,ARM还针对其Cortex-A、Cortex-R和Cortex-M处理器提供功能安全支持,并已开放授权,为车用行业提供更加强大的协同支持。
中国:智能制造MCU扮演重要角色
《中国电子报》:随着《中国制造2025》规划的发布,智能制造成为中国市场热点,MCU在智能制造中可以发挥哪些作用?
森太郎:工业4.0需要各种设备连接到网络。这个领域的市场需求包括吞吐量的提高、机器工作效率的提升、恶化部分自动感应和零件替换等。这些支持技术包括有线通信的以太网、无线通信的WiFi、BT等,以及功能安全、传感器、音频、图像处理、人机界面如触摸面板。东芝的微控制器已采用了含功能安全的紧耦合系统,并实现了“更安全且低成本的解决方案”,并从第三方认证机构获得了SIL3及IEC61508的I级技术报告。紧耦合系统含有这样一种诊断电路,它能参考处理核心的内部信号然后自动执行比较和自我诊断。因此,与传统的双核系统的硬件比较,东芝的系统可以实现更小的软件开销。
王均峰:MCU在智能制造中主要用作主控单元,是智能制造产业的核心部件。瑞萨电子有一系列应用于工业领域的MCU、MPU产品,包含RL78系列、RX系列、SH系列、RZ系列产品,适用于智能制造的各个领域的主控应用。另外,在智能制造/工业4.0的发展中,实时、高速、大容量通信也是非常重要的环节,瑞萨电子顺应工业发展趋势而推出的TPS-1,R-IN等的一系列工业以太网通信产品,支持多种工业以太网通信协议,可以很好地帮助工业客户实现实时、高速、大容量通信。
Daniel Cooley:工业4.0主要是使我们的生产线更智能、更有预测性,允许更高的可靠性和更低的制造成本。为了实现这一目的,一家工厂需要在每个地方都安装传感器,以便深入观察制造过程。为了收集和处理传感器数据,以及在许多情况下为生产线提供局部反馈,MCU也是必需的。局部反馈使得在处理过程中拥有一个更严格的控制。这些局部节点也需要拥有通信的能力,既可以彼此通信又可以与整体系统的管理系统通信。因此,这些MCU要么需要无线功能,连入Thread或Zigbee这种网状网络等,要么需要有线连接功能,例如CAN总线或以太网。MCU将在工业4.0中扮演一个重要角色。
谢文录:中国需要有自己的MCU,除了谈得最多的信息安全问题,还有生产安全的因素。华虹设计作为国有公司已开发出国内首颗超低功耗MCU,其超低功耗及安全性方面的特点,十分适用于智能制造等工业领域。随着供应链和工艺的成熟,对比国外厂商产品,MCU在功能、性能和品质上已经没有太多差距,而在性价比上华虹的产品会更有吸引力。