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MCU主要新品梳理 | 2024年上半年

06/20 10:30
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新一代MCU的推出往往伴随着技术创新,如更高效的处理器架构、更先进的制程技术、更优化的功耗管理等,这些创新无疑为智能终端设备的发展注入新的活力,给下游的应用场景带来更多可能。

本文将梳理2024年上半年全球头部MCU厂商发布的主要新品各维度的信息,并以此归纳相关MCU产品呈现出哪些重要特征。

2024年上半年的MCU主要新品梳理信息信息见下表,相关厂商包括恩智浦、微芯、瑞萨意法半导体东芝等海外巨头,以及新唐科技、兆易创新和中微半导等中国企业。<2024年上半年还有哪些特色的MCU没有被统计进来,欢迎在文末留言。>

更高集成度

如今MCU不仅在尺寸上日益精小,更在功能上实现前所未有的集成度。

2024年3月,恩智浦发布S32N55处理器,作为S32N系列车载超高集成度处理器的首款产品,专注于在软件定义汽车中实现安全的中央实时控制。S32N55集成了16个Arm® Cortex®-R52实时处理器内核,运行频率为1.2GHz,以及2个锁步Arm® Cortex®-M7内核。其具备高性能、低功耗和高度集成的特点,支持LPDDR4X/5/5X DRAM和NAND/NOR闪存接口进行扩展,并支持内存纠错和内联加密可帮助满足功能安全和安全性要求。通过软件定义的硬件强制隔离,S32N55可以承载数十种具有不同重要性级别的汽车功能,同时避免不同功能间的干扰。

值得一提的是,S32N55处理器采用台积电5nm制程工艺。提到工艺制程,不得不提到2024年3月意法半导体宣布其首款采用新技术的STM32微控制器,采用18nm FD-SOI制造工艺与嵌入式相变存储器(ePCM)组合,预计2024年下半年向客户出样片。可见,为了实现更高的运算速度和更低的能耗,MCU也在采用越来越先进的制程。

定制化

2024年1月,微芯发布了PIC16F13145微控制器,提供量身定制的硬件解决方案,专为利用定制协议、任务排序或I/O控制来管理工业和汽车领域实时控制系统的应用而设计。PIC16F13145微控制器集成了全新的独立于内核的外设(CIP),即可配置逻辑电路模块32个,可直接在MCU内创建基于硬件的定制组合逻辑功能,满足嵌入式应用日益增长的定制化需求。可配置逻辑单元模块集成到微芯的MCU中已有十多年历史,该系列MCU能够用于通常属于独立可编程逻辑器件领域的应用。

此外,PIC16F13145微控制器还包括一个具有内置计算功能的快速10位模数转换器、一个8位数模转换器、快速比较器、8位和16位定时器以及串行通信模块(I2CSPI),从而可以在没有CPU的情况下执行许多系统级任务。

低功耗

低功耗一直是MCU产品重要的发展趋势之一,上半年头部厂商推出的多款MCU新品,具有超低功耗的特征。

2024年1月29日,恩智浦发布支持低功耗外设的微控制器产品MCX A14x/A15x系列,基于Arm® Cortex®-M33内核。在深度睡眠模式下,电流为6.5µA,唤醒时间为10µs,SRAM完全保留,3V@25°C;深度断电模式下,电流小于400nA,唤醒时间为2.78ms;内部闪存运行Coremark的工作模式下为59µA/MHz(3V@25°C)。MCX A系列应用广泛,如工业通信、智能计量、自动化与控制、传感器、低功耗/电池供电设备。

2024年3月19日,意法半导体发布低功耗的微控制器产品STM32U0系列,基于Arm® Cortex®-M0+内核,其运行模式下功耗可低至70µA/MHz。该款微控制器具有极佳的静态消耗,和多种超低功耗模式,消耗能源比前几代产品更少。同时,可以扩大电池使用范围,最多可将电池续航时间延长两倍。

2024年3月22日,瑞萨发布低功耗的微控制产品群RA2A2,基于Arm® Cortex®-M23内核。在运行模式下功耗可低至100µA/MHz;在软件待机模式下,电流低至0.40µA。独立供电的实时时钟可延长电池寿命,适用于在极端条件下进行长时间管理的应用。该系列微控制器具有24位Sigma-Delta模数转换器,以及创新的双区代码闪存和区交换功能,可轻松实现固件在线升级(FOTA),适用于智能能源管理、楼宇自动化、医疗设备、消费电子产品和其它物联网应用,这些应用都需要固件在线升级功能。

2024年4月9日,瑞萨还推出了更低成本,超低功耗的微控制器产品RA0E1系列,同样基于Arm® Cortex®-M23内核。在工作模式下,电流消耗仅为84.3μA/MHz;睡眠模式下,电路为0.82mA。此外,该款MCU中提供了软件待机模式,可将功耗进一步降低99%,达到0.2μA的极小值。配合快速唤醒高速片上振荡器,该款超低功耗MCU为电池供电的消费电子设备、小家电、工业系统控制和楼宇自动化应用带来理想解决方案。

2024年4月18日,兆易创新推出低功耗的微控制器新品GD32L235系列,基于Arm® Cortex®-M23内核。该系列产品支持包括深度睡眠、部分睡眠和待机等六种低功耗模式,在深度睡眠模式下,电流降至1.8µA,唤醒时间低于2µS;待机模式下,电流更是低至0.26µA;在最高主频全速工作模式下,其功耗也仅为66µA/MHz。GD32L235系列产品以更优的功耗效率、丰富的接口资源、更高性价比应用于工业表计、智能门锁、便携式设备、IoT、BMS等领域。

安全功能

MCU的安全功能正变得越来越复杂和全面,以满足不断增长的市场需求和安全挑战。

2024年4月30日,微芯推出PIC32CK SG微控制器,基于Arm® Cortex®-M33内核,是市场上首款将HSM的强大安全性与基于硬件的安全权限环境TrustZone技术相结合的32位器件。内置的HSM为身份验证、安全调试、安全启动和安全更新提供了高水平的安全性,而TrustZone技术则为关键软件功能提供了额外的保护。HSM可加速各种对称和非对称加密标准、真正的随机数生成和安全密钥管理。

上文提到的意法半导体的低功耗微控制器STM32U0系列,是市场上首个通过SESIP 3级和PSA 1级安全认证的专注固件代码保护的Arm® Cortex®-M0+微控制器。产品认证为客户带来第三方对STM32U0的安全功能保证,产品制造商可以利用安全认证达到即将生效的自愿性的美国网络信任标志认证和强制性的欧盟无线电设备认证指令(RED)的要求。

2024年3月7日,兆易创新推出了GD32F5系列微控制器,基于Arm® Cortex®-M33内核。该系列MCU符合系统级IEC61508 SIL2功能安全标准,并且提供完整的软硬件安全方案,包括Safety Manual、FMEDA及自检库等一系列功能安全资料。同时,该系列MCU提供多级代码、数据保护区及EFUSE区域,支持安全OTA、安全启动、安全调试、安全下载等多种机制。GD32F5系列能够满足工业市场对高可靠性和高安全性的需求,适配于工业高性能应用。

AI

MCU集成AI技术的趋势正迅速发展,MCU厂商正在构建AI平台化的解决方案,提供硬件接口和软件支持,使开发人员能够更容易地将AI功能集成到边缘设备中。

2024年3月26日,新唐科技宣布推出基于微控制器的终端AI平台,使AI生态系扩展至微控制器领域。此解决方案是基于新唐全新架构设计的微控制器和微处理器,包括NuMicro® MA35D1、NuMicro® M467以及配备Arm® Ethos™-U55 NPU的NuMicro® M55M1系列,新唐科技提供完整的软件堆栈及开发工具,有助于快速部署先进的机器学习深度学习模型,利用低功耗及经济性等优势,加速AI应用的普及,提升生产力及便利人们的生活。

其中,全新的NuMicro M55M1系列微控制器是一个创新的终端人工智能(Endpoint AI)解决方案,完美整合了全方位的微控制器功能,包括控制、连接和安全性,同时提供先进的机器学习推论能力。M55M1微控制器搭载200 MHz Arm® Cortex®-M55 CPU和200 MHz Arm® Ethos™-U55 NPU,提供机器学习推论能力,支持CNN和RNN运算。

 

垂直应用

上半年,众多MCU厂商还发布了一些面向特定应用的MCU产品,如电机控制、航空航天、模拟传感器等。

电机控制。瑞萨面向电机控制应用推出性能卓越的RA8 微控制器,基于Arm® Cortex®-M85处理器的RA8T1 MCU产品群,为工业、楼宇和家庭自动化应用提供低功耗操作和专用模拟功能。RA8T1产品具有先进的PWM定时功能,如三相互补输出、0%和100%占空比输出功能、双缓冲比较匹配寄存器,和五种相位计数模式。当检测到异常时,RA8T1 MCU提供端口输出关断功能,这对于电机控制来说,是一项重要的安全功能。

东芝在上半年也推出了其适用于电机控制的Arm® Cortex®-M4微控制器M4K,微控制器还提供多种不同的接口和电机控制选项,包括高级可编程电机驱动器(A-PMD)、高级32位编码器(A-ENC32)、高级矢量引擎+(A-VE+)和三个高速、高分辨率12位模/数转换器单元。因此,M4K组产品有助于扩大物联网应用,并为交流电机直流无刷电机变频器控制带来高级功能。

航空航天应用。微芯为航空航天和防御市场推出SAMD21RT微控制器,基于Arm® Cortex®-M0+内核,抗辐射,专为对尺寸和重量要求极高的空间受限应用而设计。

模拟传感器。NuMicro M091系列微控制器是新唐科技专为模拟传感器应用所设计的,基于Arm® Cortex®-M0,具有丰富的模拟周边,多达四组增益带宽 8 MHz 与输入抵补电压 50 µV 的运算放大器、四组 12 bit DAC、多达 16 信道 12 位 2 MSPS 采样率 ADC、内建温度传感器,目标应用为光电传感器压力传感器位置传感器等。

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恩智浦半导体创立于2006年,其前身为荷兰飞利浦公司于1953年成立的半导体事业部,总部位于荷兰埃因霍温。恩智浦2010年在美国纳斯达克上市。恩智浦2010年在美国纳斯达克上市。恩智浦半导体致力于打造全球化解决方案,实现智慧生活,安全连结。

恩智浦半导体创立于2006年,其前身为荷兰飞利浦公司于1953年成立的半导体事业部,总部位于荷兰埃因霍温。恩智浦2010年在美国纳斯达克上市。恩智浦2010年在美国纳斯达克上市。恩智浦半导体致力于打造全球化解决方案,实现智慧生活,安全连结。收起

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