给MCU一个低功耗的支点可撬起整个物联网

本刊记者 薛士然



给MCU一个低功耗的支点可撬起整个物联网

本刊记者 薛士然

无论是关于未来的预测,还是现在诸多公司正在谋划的战略布局，物联网总是提及频率非常高的一个字眼。关于其未来市场的一个具体预测数字——500亿，我们也早已熟记在心，但是如何抓住机会，却是仁者见仁、智者见智了。

MCU在这场盛宴之中，将会扮演十分重要的角色，各MCU厂商也是使出浑身解数，推出适合于物联网应用的产品。在MCU领域已经深耕20年的Atmel，也应景地推出了两款产品：一个8位ATmega168(以下简称mega168)AVR MCU和一个32位SAM L21系列MCU。

Atmel公司高级产品经理BjØrnÅge Brandal介绍说，物联网应用给MCU厂商提出的最重要的一个要求就是低功耗，因为在物联网设备中，有很大一部分是采用电池供电的，而且还要求几年甚至几十年不间断工作，这就对MCU的功耗提出了非常苛刻的要求。

新品亮点

8位ATmega168 AVR MCU

mega168，这是一款8位AVR架构的MCU，配备4 KB至16 KB闪存。因为AVR架构在8位单片机中非常受欢迎，而且在很多无需复杂运算的应用中，8位MCU依然是重要选择，所以Atmel又继续推出新的8位产品，并且承诺所有AVR产品均提供12年供货保证。

mega168继承了mega系列简单易用的特点，而且还增加了许多新的特性，比如每个MCU拥有唯一的ID，在物联网应用中，可以为每个设备提供网络认证，从而保证设备的安全性；增加了内置振荡器，在MCU做非同步算法时，无需借助外部振荡器；提高了内部参考电压的精度，使模数转换率更高，结果更准确；新增加了Qtouch外设触摸控制器，这是屏幕触控化时代的需要；增加了USART(开机唤醒位)，其能够使MCU在深度睡眠状态下成功被唤醒。用Brandal的话来说：“mega168不是一个全新的产品，而是一个改良产品，能够为新老设计提供更为便捷，快速和低成本的升级路径。”

mega168采用经过优化的真正5 V 130 nm工艺。Brandal解释了真正的5 V 130 nm工艺的概念，到现在，8位MCU在功能上已经达到了非常优秀的水平，许多公司的8位产品会在功耗和产品尺寸方面做优化，使用制程更高的工艺就是一个方法，但是往往产品尺寸变小了，内部的电压也会随之降低，从而影响产品的使用性能。Atmel mega168采用经过优化的130 nm工艺，可以保证产品内部电压不会降低。

32位SAM L21系列MCU

Atmel推出的新的SAM L21系列32位MCU，以低功耗为亮点，目标为物联网应用。这是一颗使用ARM Cortex-M0+内核的MCU，通过在外设方面的优化，使这颗MCU在活动模式下的功耗化为40 μA/MHz,在32 KB RAM记忆保存以及实时时钟和日历的情况下仅消耗不到900 nA的电能，在深度睡眠模式下功耗为200 nA，这与市面上70 μA/MHz的产品相比，功耗显著降低，这样就大延长了物联网应用中使用电池供电设备的使用寿命，甚至能延长至数十年。还有哪个性能比功耗大大降低更加振奋人心的呢？对于物联网应用来说，低功耗就是杀手锏。

除了低功耗特点之外，SAM L21系列还通过优化外设，建立事件发生系统和梦游系统，减少CPU负荷占用量，内部增加上电复位、过电压保护，无需在外面增加复位保护电路等优势，使MCU更加智能。Brandal说：“很多公司都在使用ARM架构，但是如何让自己的产品更加受到客户的喜欢，差异化是非常重要的。Atmel不会采用价格战的策略，而是围绕本身已经优化很好的ARM内核，进一步在外设的优化方面下功夫，进而打造出能够标榜Atmel品牌的MCU。”

不单纯是芯片……

MCU早已结束厂商单纯提供一颗小小芯片的时代，芯片公司正在投入更多的精力在芯片之外。Atmel能够提供一个完整的集成开发工具平台，包括硬件工具和工具包Xplained Pro、免费开发工具Atmel Studio 6、嵌入式软件Atmel Software Framework和APP商店Atmel Gallery，而且这是8位和32位应用开发的单一通用平台。另外Atmel提供的8位和32位MCU，全部支持无线解决方案、保证使用安全、支持电容触控传感器、可以定制应用，这样能够保证产品的互补性，客户可以根据自己的应用需要，选择合适的产品。

正如Brandal在分析物联网应用时所说：“物联网应用的范围非常广泛，很难说它的主流是8位还是32位，在有些小的应用中，8位的性能已经足以，而且这些小的应用，数量也是很大的，所以Atmel 8位MCU会关注边缘应用，32位产品侧重高性能应用，两者相结合，争取在物联网应用市场获得更大的发展空间。”