傳感器作為電子產品的“感知中樞”，在消費電子、工業(yè)、醫(yī)療、汽車等領域的應用越來越廣泛，于基本功能之外也開始越來越多承擔自動調零、自 校準、自標定功能，同時具備邏輯判斷和信息處理能力，能對被測量信號進行信號調理或信號處理。這就需要其擁有越來越強的智能處理能力，也即朝著智能化的方 向發(fā)展。為了使客戶能夠更快、更便捷地完成系統開發(fā)，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，逐漸成為一類產 品發(fā)展趨勢。

    然而，無論是場景、位置和環(huán)境感知，還是基于運動、觸摸和手勢的交互功能，往往需要傳感器的“始終開啟”來實現，這與物聯網、移動通信終端 的低功耗化趨勢又有所相悖。MCU往往具有多種工作模式，睡眠模式下只需極低功耗。但“始終開啟”對于MCU和傳感器的低功耗需求提出巨大挑戰(zhàn)。如何解決 這一矛盾關系到MCU與傳感器的發(fā)展路徑。為此《中國電子報》采訪業(yè)界主流廠商，探討技術發(fā)展方向。

    飛思卡爾高級副總裁兼微控制器部總經理Geoff Lees

    MCU＋傳感器將走向SoC化

    毫無疑問，物聯網將成為全球信息通信行業(yè)的又一個新興產業(yè)，安全性、可擴展性和高能效是驅動未來IoT發(fā)展的三要素。物聯網的基本要求是物 物相連，每一個需要識別和管理的物體上都需要安裝與之對應的傳感器。隨著物聯網技術的進步，要求傳感器不僅具備基礎的信息收集功能，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。因為不可能將所有運算都放到云端完成，網絡的各個節(jié)點也要完成各自的運算任務。因此，傳感器和微處理器結合、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?，F在傳感技術和MCU的發(fā)展很快，集成度越來越高。盡管MCU與傳感器的工藝技術有很多不同之處，目前實現整 合比較困難。但是SoC是行業(yè)發(fā)展的大趨勢。我們在密切觀察是否能在下一個工藝節(jié)點上，比如28nm實現兩者工藝的融合。

    此外，32位MCU的增長速度已經遠遠超出8位和16位MCU。32位MCU在全球增長速度是15%以上，其中ARM架構的32位MCU的 增長速度更達到這一速度的兩倍。過去兩年里，32位MCU出貨量翻一番，以前的規(guī)律通常是5年才能達到翻一番。2014年在全球范圍內的增長，主要來自 IoT和智能互聯增長的貢獻?；贏RM架構的Kinetis系列是市場上表現最好的MCU產品之一，并保持了強勁的增長勢頭。我們相信，ARM生態(tài)環(huán)境 將支持我們更好地服務客戶，簡化他們的設計，使客戶將更多精力關注于應用、軟件和服務上。

    恩智浦微控制器通用市場產品線總經理Ross Bannatyne

    以MCU“監(jiān)聽”功能解決傳感器高功耗挑戰(zhàn)

    現今移動設備引入的各種高級功能，例如場景、位置和環(huán)境感知，以及基于運動、觸摸和手勢的交互功能，甚至包括語音激活，都是通過不斷增加的 “始終開啟”傳感器來實現的。在不久的將來，其他行業(yè)也將需要類似于智能手機的產品功能來增強他們的客戶體驗，從而同樣取得顯著的進步。當前，很多已有 MCU傳感器處理架構耗能過多，或者無法隨著傳感器數量的增加來有效地擴展。LPC54100系列僅需3μA的極小電流即可實現持續(xù)傳感器監(jiān)聽，這對始終 開啟的應用至關重要。另外，作為傳感器應用領域的首創(chuàng)功能，該系列產品的非對稱雙核架構實現了工作狀態(tài)下可裁減的功耗/性能，讓開發(fā)人員能夠使用 Cortex M0+內核（55μA/MHz的）來處理傳感器數據采集、整合和外部通信，從而優(yōu)化能效，或者使用Cortex M4F內核（100μA/MHz）更快執(zhí)行復雜數學密集型算法（例如，運動傳感器融合），同時節(jié)省能源。

    該架構帶有專為實現高能效而全新設計的一系列模擬和數字接口，包括能夠在寬電壓范圍內（1.62V～3.6V）支持各種規(guī)格性能的12bit、4.8Msps/s的ADC，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。

    奧地利微電子高級市場經理Russell Jordan

    整合MCU與傳感器 SIP是當前主流

    作為物聯網感知層的重要組成部分，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行產品開發(fā)的一種 選擇。整合傳感器與MCU將是未來的發(fā)展趨勢，但業(yè)者應順其自然，比如CO2感應器、濕度傳感器、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，廠商可不必強求；但是對于一些相對容易實現整合的傳感器類型，比如觸摸屏控制器、加速度計、陀螺儀，在市場需求擴大之后，已經有廠商 將其SoC化了，廠商應迅速抓住機會。

    傳感器使用的MEMS工藝和MCU制程有差異，兩者的SoC整合在半導體技術上存在一定的挑戰(zhàn)。相對而言，SIP的解決方案更加可行。現 在，許多MCU已經采用這種方式與傳感器相集成。我們會看到更多專為自動采集傳感器數據而設計的MCU架構的出現，在為IoT而優(yōu)化的超低功耗平臺上實現 傳感器數據匯聚。