高度集成SoC驾临，物联网还会远吗？

可穿戴设备是“功耗”说了算的移动终端设备，而穿戴式OEM厂商也越来越追求效能更佳的整机产品，并开始导入兼具低功耗与高效能的MCU产品，这一需求直接推升高端MCU商机快速扩大。全球各大MCU厂商正通过不断更迭新品和解决方案的方式争相竞技。



在产品形态上，可穿戴设备也分为智能手环、智能手表和智能眼镜三类产品，并依据成本/功能划分成“低、中、高”等不同级别，且不同级别的整机产品对MCU的要求也不尽相同。



“智能手环需要功耗更低的MCU来保证更长的待机时间，比如STM32L0系列;智能手表则需要功耗与性能达到最佳平衡的MCU产品，在保证功耗的基础上提高产品的流畅性以及可操作性，比如STM32F4系列;智能眼镜由于对显示有非常高的要求，使用内置TFT驱动以及独有的Chrom-ARTTM加速技术的STM32F429系列更为适合。”ST任远说。



Silicon Labs美洲区市场营销总监 Raman Sharma告诉记者：“大多数可穿戴产品有两项关键需求——小尺寸外形和长电池寿命，因此，大多可穿戴产品都是作为智能手机的外设而存在，它们定位中低端，外形尺寸小并能长时间运行，使用可更换的电池供电，例如Silicon Labs的EFM32 Gecko MCU，这一类产品通常采用ARM Cortex-M类MCU处理器，而高端可穿戴市场倾向于使用基于ARM Cortex-A系列的应用处理器。”



ROHM(罗姆)受访人表示，不同等级的产品对MCU要求的规格不同。除CPU的处理能力、工作速度不同之外，对ROM容量、RAM容量、管脚数、周边功能的要求也不同。LAPIS Semiconductor会锁定对象、根据客户需求开发最适合的MCU。



应可穿戴设备小体积的需求，高度集成化与完整的系统级方案是必定的趋势，比如将无线芯片、GPS和传感器等周边器件集成到一个SOC。



“物联网(IoT)SoC必将成为可穿戴市场中快速创新和整合的必备驱动引擎，对Silicon Labs来说，混合信号集成将是减少物联网应用成本和复杂度的关键，可以采用整合处理、连接和传感器接口的单体片上系统(SoC)解决方案。在不久的将来，我们将在市场中看到，最初的物联网SoC特别针对包括可穿戴设备在内的物联网应用所需的超低功耗和无线连接而优化。”Raman Sharma表示。



他告诉记者，这些SoC将集成ARM Cortex-M类内核、嵌入式Flash存储器、模拟/混合信号外设、能够支持ZigBee、Bluetooth和sub-GHz连接的多协议收发器、传感器接口，所有一切集成在小封装、低成本和低功耗的单芯片产品中。



他强调，要进一步扩展IoT和可穿戴市场，SoC是必要的。开发人员将能够通过添加电源管理、电池、天线和软件协议栈而快速简便的创建新的可穿戴应用。为了降低这些应用的成本和缩短产品上市时间，能够简化应用开发过程的软件工具也至关重要。在他看来，IoT SoC不仅仅是一个工程概念，它是一个切实可行并且可以实现的事实，是Silicon Labs正积极投资和发展的明确目标。



LAPIS Semiconductor面向智能手表开发出集ARM-Cortex M0和Bluetooth功能于一体的产品，且目前正在开发采用了记忆用户程序的非易失性存储器的SoC型产品，明年计划提供以单芯片实现智能手表控制功能和通信功能的LSI。并且，面向智能手机，同时将开发出以ARM-Cortex M0为CPU的传感器控制MCU、集成加速度传感器以及陀螺仪传感器的MCP(Multi-Chip-Package)产品。



不过也有厂商表达出不同的观点，“市场是动态的，所以可穿戴设备内置的功能也在不断变化，为了实现更高的灵活性，我们更倾向使用单独的MCU。未来在可穿戴设备领域一定是单独的MCU与模块并存，选择单独的MCU还是SOC更多得取决于客户的应用。”意法半导体(ST)MCU市场部高级工程师任远说。



从市场应用来看，中国市场以中低端产品为主，仍然爆发出诸多商机。在应对中国市场策略方面，任远表示ST会不断丰富自己的MCU产品线，去年推出的32美分的32位STM32F030系列，目前已经取得巨大的成功，近期针对可穿戴还推出了STM32L0系列，并且会进一步丰富该系列的种类。



TI半导体事业部嵌入式产品业务拓展经理吴健鸿称，TI的MSP430 MCU系列产品从1998年开始就广为工程师们青睐，而在已经推出的铁电产品系列里，FR57x系列的铁电产品于两年前发布，在中国的销售情况很好，FR59x和FR69x系列也将逐渐推出市场。



吴健鸿表示，考虑到不同客户的需求，TI所有的MSP430 MCU产品都做了引脚兼容设计。过去20年一直用TI MSP430平台的老客户，可以轻松转化到铁电MSP430的部分，且用户的软件可以直接运行。不过他建议，要做到产品最低功耗的设计，客户还是要按照铁电的架构去调试软件，这样才能充分发挥铁电的好处。



对于2014年MCU在穿戴式设备的市场销量及竞争格局，多数厂商认为，可穿戴市场仍然处于起步阶段，但正在快速成长和发展，他们预计未来几年将有数以千万计的可穿戴产品推向市场，而ARM将成为可穿戴市场中领先的处理器平台，不仅在当前而且将持续数年。



综合各方观点，ARM Cortex-M类处理器将占据可穿戴市场(中低端产品)的主导地位，其中能够提供最节能MCU的供应商一定能够在快速增长的可穿戴市场中获得极大的竞争优势和最大的市场份额。而在高端市场，ARM Cortex-A系列MCU和AP产品仍将占据主导，专注智能手机和平板电脑AP芯片的厂商也将分得杯羹。无论如何，可穿戴主控芯片厂商当前要做的，是如何将低功耗、小尺寸额低成本进行到底，并得到广大可穿戴OEM厂商的青睐。

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