【編者按】傳感器是一種檢測(cè)裝置铣修，能感受到被測(cè)量的信息堆浴，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出毯甘，以滿足信息的傳輸夭蹦、處理、存儲(chǔ)沙书、顯示耳恭、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)优学。

傳感器作為電子產(chǎn)品的“感知中樞”叹惕，在消費(fèi)電子、工業(yè)陡敞、醫(yī)療随巴、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，于基本功能之外也開始越來越多承擔(dān)自動(dòng)調(diào)零、自校準(zhǔn)殖咨、自標(biāo)定功能昌执，同時(shí)具備邏輯判斷和信息處理能力，能對(duì)被測(cè)量信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理或信號(hào)處理统翩。這就需要其擁有越來越強(qiáng)的智能處理能力仙蚜，也即朝著智能化的方向發(fā)展。為了使客戶能夠更快厂汗、更便捷地完成系統(tǒng)開發(fā)委粉，一些傳感器廠商開始將MCU與傳感器加以整合，提供MCU+傳感器的模塊化開發(fā)平臺(tái)娶桦，逐漸成為一類產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)贾节。

然而，無論是場(chǎng)景衷畦、位置和環(huán)境感知栗涂，還是基于運(yùn)動(dòng)、觸摸和手勢(shì)的交互功能祈争，往往需要傳感器的“始終開啟”來實(shí)現(xiàn)斤程，這與物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信終端的低功耗化趨勢(shì)又有所相悖菩混。MCU往往具有多種工作模式忿墅，睡眠模式下只需極低功耗。但“始終開啟”對(duì)于MCU和傳感器的低功耗需求提出巨大挑戰(zhàn)棍潜。如何解決這一矛盾關(guān)系到MCU與傳感器的發(fā)展路徑恭吊。為此筆者采訪業(yè)界主流廠商，探討技術(shù)發(fā)展方向针如。

飛思卡爾高級(jí)副總裁兼微控制器部總經(jīng)理Geoff Lees

MCU+傳感器將走向SoC化

毫無疑問仓判，物聯(lián)網(wǎng)將成為全球信息通信行業(yè)的又一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，安全性艇泡、可擴(kuò)展性和高能效是驅(qū)動(dòng)未來IoT發(fā)展的三要素蜘体。物聯(lián)網(wǎng)的基本要求是物物相連，每一個(gè)需要識(shí)別和管理的物體上都需要安裝與之對(duì)應(yīng)的傳感器徘敦。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步翅殃，要求傳感器不僅具備基礎(chǔ)的信息收集功能，智能化的信息處理能力也成為判斷其性能高低的重要依據(jù)虾钾。因?yàn)椴豢赡軐⑺羞\(yùn)算都放到云端完成臊娩，網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)也要完成各自的運(yùn)算任務(wù)。因此透嫩，傳感器和微處理器結(jié)合框全、具有各種功能的單片集成化智能傳感器成為主要發(fā)展方向〔毂粒現(xiàn)在傳感技術(shù)和MCU的發(fā)展很快，集成度越來越高津辩。盡管MCU與傳感器的工藝技術(shù)有很多不同之處拆撼，目前實(shí)現(xiàn)整合比較困難。但是SoC是行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)喘沿。我們?cè)诿芮杏^察是否能在下一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)上闸度，比如28nm實(shí)現(xiàn)兩者工藝的融合。

此外蚜印，32位MCU的增長速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出8位和16位MCU莺禁。32位MCU在全球增長速度是15%以上，其中ARM架構(gòu)的32位MCU的增長速度更達(dá)到這一速度的兩倍窄赋。過去兩年里哟冬，32位MCU出貨量翻一番，以前的規(guī)律通常是5年才能達(dá)到翻一番忆绰。2014年在全球范圍內(nèi)的增長浩峡，主要來自IoT和智能互聯(lián)增長的貢獻(xiàn)÷闪螅基于ARM架構(gòu)的Kinetis系列是市場(chǎng)上表現(xiàn)最好的MCU產(chǎn)品之一村钧，并保持了強(qiáng)勁的增長勢(shì)頭。我們相信腥浪，ARM生態(tài)環(huán)境將支持我們更好地服務(wù)客戶诗差，簡(jiǎn)化他們的設(shè)計(jì)，使客戶將更多精力關(guān)注于應(yīng)用袖蝙、軟件和服務(wù)上。

恩智浦微控制器通用市場(chǎng)產(chǎn)品線總經(jīng)理Ross Bannatyne

以MCU“監(jiān)聽”功能解決傳感器高功耗挑戰(zhàn)

現(xiàn)今移動(dòng)設(shè)備引入的各種高級(jí)功能剪碱，例如場(chǎng)景羊耸、位置和環(huán)境感知，以及基于運(yùn)動(dòng)穆递、觸摸和手勢(shì)的交互功能葵伟，甚至包括語音激活，都是通過不斷增加的“始終開啟” 傳感器來實(shí)現(xiàn)的词惭。在不久的將來夕谬，其他行業(yè)也將需要類似于智能手機(jī)的產(chǎn)品功能來增強(qiáng)他們的客戶體驗(yàn)，從而同樣取得顯著的進(jìn)步扣墩。當(dāng)前哲银，很多已有MCU傳感器處理架構(gòu)耗能過多，或者無法隨著傳感器數(shù)量的增加來有效地?cái)U(kuò)展呻惕。LPC54100系列僅需3μA的極小電流即可實(shí)現(xiàn)持續(xù)傳感器監(jiān)聽荆责，這對(duì)始終開啟的應(yīng)用至關(guān)重要滥比。另外，作為傳感器應(yīng)用領(lǐng)域的首創(chuàng)功能做院，該系列產(chǎn)品的非對(duì)稱雙核架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了工作狀態(tài)下可裁減的功耗/性能盲泛，讓開發(fā)人員能夠使用Cortex M0+內(nèi)核(55μA/MHz的)來處理傳感器數(shù)據(jù)采集、整合和外部通信键耕，從而優(yōu)化能效寺滚，或者使用Cortex M4F內(nèi)核(100μA/MHz)更快執(zhí)行復(fù)雜數(shù)學(xué)密集型算法(例如，運(yùn)動(dòng)傳感器融合)屈雄，同時(shí)節(jié)省能源村视。

該架構(gòu)帶有專為實(shí)現(xiàn)高能效而全新設(shè)計(jì)的一系列模擬和數(shù)字接口，包括能夠在寬電壓范圍內(nèi)(1.62V～3.6V)支持各種規(guī)格性能的12bit棚亩、4.8Msps/s的ADC蓖议，以及低功耗串行接口，這些接口讓LPC54100系列能夠提供低于其他同類微控制器的能耗腹瞒。

奧地利微電子高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理Russell Jordan

整合MCU與傳感器 SIP是當(dāng)前主流

作為物聯(lián)網(wǎng)感知層的重要組成部分毁几，智能傳感器的作用越來越明顯，MCU+傳感器所形成的智能傳感器越來越成為微電子廠商進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的一種選擇孝尺。整合傳感器與MCU將是未來的發(fā)展趨勢(shì)陵租，但業(yè)者應(yīng)順其自然，比如CO2感應(yīng)器洼宪、濕度傳感器育床、亮度傳感器等與MCU整合起來十分困難，目前來看兩者分立也沒有太大的缺點(diǎn)绒霹，廠商可不必強(qiáng)求;但是對(duì)于一些相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)整合的傳感器類型松浆，比如觸摸屏控制器、加速度計(jì)擅啸、陀螺儀旧晴，在市場(chǎng)需求擴(kuò)大之后，已經(jīng)有廠商將其SoC化了碎领，廠商應(yīng)迅速抓住機(jī)會(huì)遮尚。

傳感器使用的MEMS工藝和MCU制程有差異，兩者的SoC整合在半導(dǎo)體技術(shù)上存在一定的挑戰(zhàn)挡毅。相對(duì)而言蒜撮，SIP的解決方案更加可行。現(xiàn)在跪呈，許多MCU已經(jīng)采用這種方式與傳感器相集成段磨。我們會(huì)看到更多專為自動(dòng)采集傳感器數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的MCU架構(gòu)的出現(xiàn)，在為 IoT而優(yōu)化的超低功耗平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)匯聚庆械。

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