跳脫殺價泥淖 通用型MCU強化周邊規格
安謀國際(ARM)Cortex-M系列核心問世後，已揭櫫32位元微控制器(MCU)核心標準化的序幕，在大勢所趨之下，過去擁有專屬微控制器核心的瑞薩電子(Renesas Electronics)、飛思卡爾(Freescale)、德州儀器(TI)、愛特梅爾(Atmel)等國際大廠，亦紛紛計畫或已加入Cortex-M系列核心行列。
微控制器核心標準化的發展，除使市場價格競爭加劇，並衍生特定應用標準產品(ASSP)微控制器市場需求之外，微控制器供應商亦開始強化周邊元件與功能，以提高通用型產品的差異與競爭力，以搶攻更大的市占。
突顯產品競爭力 MCU周邊功能重要性倍增
由於開發人員紛紛從專屬的32位元核心，走向以Cortex-M系列核心為基礎的微控制器，促成龐大的生態系統(Eco-system)加快成形，提供協助微控制器業者運用開發軟體的工具，包括編譯器的第三方工具、即時作業系統、軟體堆疊、液晶顯示器(LCD)圖形等。也因此，日漸普及的Cortex-M核心微控制器，已迅速改變整個嵌入式市場的局面。
芯科實驗室(Silicon Laboratories)微控制器行銷總監Keith Odland表示，正因為微控制器核心愈來愈標準化，因此微控制器的真正價值在於，核心周圍的高效能類比周邊元件。高度整合的高性能類比周邊元件可應用於針對特定應用條件而優化的微控制器平台，使開發人員得以縮減終端產品的整體物料清單(BOM)成本、複雜度、尺寸及耗電量。如芯科實驗室已可透過混合訊號技術，使各項應用平均減少約1美元的外部元件。
尤其在消費性電子、行動聯網裝置、個人電腦(PC)、醫療、汽車電子、工業、能源等應用的相關產品的功能朝向更智慧化演進，加速帶動整合更多類比和數位周邊元件的微控制器需求看漲，微控制器業者無不競相展開整合高性能類比周邊元件產品線部署。
愛特梅爾亞太區行銷總監曹介龍指出，愛特梅爾基於自行開發的微控制器核心AVR和安謀國際核心微控制器皆已高度整合周邊元件，以藉此讓設計人員減少外部類比元件數量，如類比數位轉換器(ADC)、數位類比轉換器(DAC)、內置的溫度感測器和內部電壓基準、電壓過低檢測器、快速類比比較器(Comparator)和可程式設計類比增益放大器。
愛特梅爾最新的XMEGA和UC3系列微控制器甚至提供高精確度類比元件，帶有增益級並結合4MSPS輸送量的12位元ADC，以及高驅動能力的12位元快速DAC。
英飛凌(Infineon)工業與多元電子市場高級經理黃志鴻提到，英飛凌通用型微控制器提供高性能的周邊元件，以迎合不同客戶產品開發的嚴苛需求。如XMC4500，係少數具備工作溫度可達125℃、內建硬體錯誤校正、存取時間快達22奈秒(ns)的嵌入式快閃(Flash)記憶體、採樣與轉換時間分別達67奈秒和483奈秒的高速12位ADC、供應脈衝寬度調變(PWM)的全新定時器，以及乙太網路、通用序列匯流排(USB)、多媒體記憶卡(MMC)、串列通訊及控制器區域網路(CAN)介面，以增強在即時通訊應用的競爭優勢。
Odland談到，芯科實驗室將持續透過類比和數位周邊元件的整合，以滿足客戶的需求，而此將帶來諸多創新，如超低功耗的運作模式和休眠模式、高效能的無線連結、強大的電容觸控感測、及高解析度的類比數位轉換器(ADC)等嶄新的周邊元件功能。
繼收購Cygnal Integrated Products進入微控制器後，芯科實驗室持續投資微控制器產品線的開發，並將旗下眾多類比技術整合，以拓展產品陣容，如該公司眾多的微控制器產品皆已內建射頻(RF)連結、USB及其他的通訊介面。
面對國際大廠挾雄厚的技術能量，推出整合更多類比周邊元件與功能的微控制器，國內廠商則在微控制器類比周邊元件設計另闢蹊徑。
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| 隨著微控制器核心走向標準化，產品區隔不再是著重於核心架構。 |
盛群產品二處處長李文義強調，盛群通用型微控制器除整合ADC、DAC、PWM及相關通訊介面之外，考量到發光二極體(LED)照明應用比重逐漸攀升，因此盛群透過在微控制器支援LED驅動IC，可以減少外掛LED驅動IC的元件數量與成本。
有鑑於微控制器整合周邊類比元件的重要性，已有微控制器供應商透過核心技術整合更多周邊類比元件，在提升效能的同時，減少周邊類比元件的數量，代表廠商如愛特梅爾等；亦有部分業者藉由主流互補式金屬氧化物半導體(CMOS)技術整合混合訊號，如英飛凌、芯科實驗室、意法半導體(ST)等正憑藉所擅長的混合訊號技術，將更多的類比周邊元件整合至微控制器，以標榜產品的獨特性。
強化周邊功能優勢 MCU廠各擅勝場
強化周邊功能優勢 MCU廠各擅勝場
曹介龍表示，愛特梅爾AVR與Cortex-M核心皆憑藉專利技術，將外部周邊元件數量簡化，提高產品的附加價值。例如內置精準度在±2%的振盪器，因此毋須外掛振盪器；以及採用微型電源(Pico Power)晶片，開發人員可藉此選擇單價較低的金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)與散熱片，生產體積較小的轉換器(Converter)或逆變器(Inverter)；採用AVR核心的專屬Event System硬體架構，能讓微控制器核心在睡眠狀態下，仍可管理其他周邊，同時可縮減外部偵測和類比元件的數量。
不同於愛特梅爾，不少微控制器製造商則透過CMOS技術整合混合訊號，以開發出兼顧小尺寸、低耗電量及整合高效能類比元件的微控制器。
黃志鴻指出，英飛凌擁有強大的CMOS類比及混合訊號周邊元件組，特別的是，該公司嶄新的ADC和計時器(Timer)，將有助於減少印刷電路板(PCB)外部元件數量。
意法半導體產品行銷經理楊正廉談到，意法半導體針對客戶意見的反饋，再藉由CMOS技術整合混合訊號，開發出符合市場周邊類比元件和功能需求的通用型微控制器。
Odland認為，目前無論是通用型微控制器或ASSP MCU的主要挑戰在於，要在不損及效能的情況下，採用CMOS技術實現混合訊號的高度整合，因此近期芯科實驗室將會把更多的高效能類比功能整合至8位元和32位元的微控制器。
為在競爭激烈的32位元微控制器市場中脫穎而出，微控制器廠商不僅光憑高度整合與優化的類比周邊元件，並透過獨特的軟硬體，拉攏更多的客戶群。
Odland認為，微控制器的價值現在是來自混合訊號周邊元件的整合、使配置更加容易的創新架構，以及微控制器供應商為簡化工程師的工作所提供的開發工具，這些32位元微控制器的發展走向，將助力通用型微控制器在市場上攻城掠地。且因其具備高度的周邊整合與創新，如Crossbar架構就讓開發人員得以針對特定的應用條件，優化周邊設備的外接腳和嵌入式設計，提供開發人員更大的設計彈性。
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| 各類型的消費性電子產品，仍為通用型微控制器大宗應用市場。 |
楊正廉亦強調，除開發出貼近客戶需求的微控制器方案之外，意法半導體還藉由更完整的軟體和線路設計，協助客戶大幅縮短產品開發時程，爭取更多客戶群的青睞。
隨著各家32位元核心傾向採用共通核心，將更突顯出周邊類比元件角色舉足輕重，此外微控制器廠商亦戮力透過創新架構、開發工具及軟體等，提高產品的市場競爭力，以在競爭更趨白熱化的微控制器市場當中，站穩一席之地。
