MCU成万物互联的核“芯”

如今，万物互联已成为全球最重要的发展趋势之一，物联网影响着人们生活的方方面面。BI Intelligence调研报告显示，预计2020年全球联网设备将达340亿台，使用中的物联网设备数量将达240亿台。

MCU(Microcontroller Unit，微控制器)，是将CPU、存储器等主要部件集成在同一块芯片上，形成芯片级计算机，几乎是每一个联网设备的关键元件，可以说是“万物物联”的核“芯”。那么MCU在物联网中，究竟发挥着怎样的作用？在未来又有哪些困难需要解决？

MCU是构建物联网的核心要素

MCU作为智能设备控制的核心，具备宽广发展空间。因此物联网的快速发展成为驱动MCU需求成长的主要原因之一。根据IC Insights预测，随着嵌入式系统广泛应用、物联网万亿级市场持续发展，设备接入量以数百亿计算，因此，未来MCU出货量将持续上升。2019年以及2022年全球MCU市场规模分别达204亿美元和239亿美元，预计单位出货量将以11.1%的复合增长率增长。

物联网技术的快速普及正在深刻影响着各行各业，MCU在这其中扮演着重要的角色。兆易创新产品市场总监金光一介绍，构建物联网在于感知信息、处理信息和传递信息，即包含传感器、处理器和通信网络三大要素，而MCU在这三大要素中都发挥着至关重要的作用。航顺芯片资深FAE/产品经理陈水平认为，物联网要实现万物互联必须靠类似人的大脑来协调、分工、融合，那就必须用到MCU来实现全盘统筹，实现各个模块之间的通信。

物联网对MCU提出“芯”要求

在未来，随着物联网的迅速发展，对于MCU产品的需求也会急剧增加。同时，为了顺应千差万别的物联网应用，对MCU芯片和相关组件的功耗和功能都有了不同的要求，低功耗、集成度高等成为未来MCU芯片市场角逐的主要技术方向。

“为了在物联网中，能够便捷地进行通信连接，同时保证数据和设备的安全，对于MCU产品的功耗和尺寸要求非常严格，要求低功耗的同时高集成化，若想实现实属不易。”瑞萨电子中国MCU市场部高级专家吴频吉同记者说道。

同时，吴频吉认为，高集成化 MCU 产品是未来物联网应用的发展趋势。随着智能设备、物联网等产业的快速发展，无线 RF、传感器、电源管理等搭配MCU成为一种新趋势。高度集成的MCU不仅可以方便客户开发产品，还可减少印刷电路板的占用空间，从而能够降低一部分成本，将来非常具有市场潜力。

基业长青经济研究院公开资料显示，目前有四种MCU改进路径能够让设计厂商具备较强的技术研发能力，并且在内部结构及设计工艺上进行改进以适应物联网的市场需求。其一，可以通过采用双CPU或多CPU结构、拓展总线宽度以及开发串行接口总线结构并简化MCU外部接口电路连接的方式来改变CPU的架构，从而提升MCU的处理能力；其二，可以采用CHMOS等新型制程工艺来帮助芯片降低功耗；其三，通过储存容量扩大化以及编程在线化，使得片内程序存储器从EPROM、E2PROM改为Flash或ISP Flash存储器能够有效提升储存器的性能；其四，将一些应用软件和系统软件固化于片内ROM中可以简化用户应用程序开发工作。

此外，金光一还认为，对于MCU厂商来说，除了芯片本身的集成度、功耗、成本与安全性不断进化，且打造一个广阔的产品平台以外，还需要从多重维度来推进，以应对层出不穷的应用需求。例如，为了使MCU具有推理和运算能力，面向更多的智能交互应用，GD32 MCU将配备更强的计算能力和更高的存储容量，并且会根据需求增加图形和AI硬件加速器或多核异构来更好的适应边缘计算的需求。