微控制單元(Microcontroller Unit;MCU) ，又稱單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer )或者單片機(jī)，是把中央處理器(Central Process Unit;CPU)的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存(memory)、計(jì)數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。很多企業(yè)已經(jīng)并不滿足單一主打產(chǎn)品的經(jīng)營(yíng)模式，都在尋找更好的產(chǎn)品，嘗試新鮮的東西，我們最常聽(tīng)說(shuō)的就是，百度造車。而近日，芯片領(lǐng)域的企業(yè)也不甘示弱，也都紛紛的來(lái)跨界，但是，并不是跨界造車哦。最近NXP就推出了一款跨界處理器。

處理器的跨界是怎么玩的呢?NXP資深副總裁兼微控制器業(yè)務(wù)線總經(jīng)理GEOFF LEES介紹了這個(gè)跨界的過(guò)程。

NXP資深副總裁兼微控制器業(yè)務(wù)線總經(jīng)理GEOFF LEES

緣　起

自從1986年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，NXP的MCU和應(yīng)用處理器很大一部分都是在中國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，因?yàn)镹XP有50%的市場(chǎng)在中國(guó)。GEOFF介紹，中國(guó)的嵌入式市場(chǎng)在過(guò)去3～5年里增長(zhǎng)非常迅速，并且預(yù)計(jì)在未來(lái)的3～5年里，增長(zhǎng)勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，5年內(nèi)的市場(chǎng)份額增長(zhǎng)了1.6倍，是全球市場(chǎng)增長(zhǎng)速度的2倍，這些都源于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展。比如NXP　KE1系列，是針對(duì)中國(guó)的家電和工業(yè)應(yīng)用研發(fā)的，主要解決抗干擾和抗靜電問(wèn)題，現(xiàn)在此產(chǎn)品已經(jīng)推廣到全球;i.MX　6ULL和6SLL系列產(chǎn)品在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)口碑極好。

但是隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷發(fā)展，對(duì)處理器的功能要求也越來(lái)越高，例如人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、無(wú)人駕駛等，要求處理能力越來(lái)越強(qiáng)、功耗越來(lái)越低、體積越來(lái)越小，總之，就是希望體積和功耗要向MCU看齊，處理能力要向MPU看齊，客戶提出如此苛刻的要求，NXP的中國(guó)工程師就開(kāi)始了研發(fā)之路。

面 市

經(jīng)過(guò)NXP中國(guó)工程師的努力，這款跨界處理器終于面市，NXP給它冠名為i.MX RT系列，其采用FD-SOI技術(shù)，GEOFF解釋這款跨界處理器選用FD-SOI技術(shù)的原因有兩個(gè)：第一個(gè)原因是隨著晶片技術(shù)的發(fā)展，成本和復(fù)雜度已經(jīng)越來(lái)越高，所以需要利用市場(chǎng)上已經(jīng)有的28 nm的生產(chǎn)設(shè)備;另一方面現(xiàn)在的需求多種多樣，例如有的應(yīng)用對(duì)模擬性能要求高，有的對(duì)RF要求高，有的對(duì)功耗要求高，有的要求快速喚醒，有的需要可以和網(wǎng)絡(luò)或者云進(jìn)行通信，總之應(yīng)用五花八門(mén)，F(xiàn)D-SOI技術(shù)可以滿足，NXP認(rèn)為這是非常好的一個(gè)芯片技術(shù)，現(xiàn)在公司在微控制器、微處理器和物聯(lián)網(wǎng)方面投資的50%都是基于FD-SOI技術(shù)的，未來(lái)還會(huì)有更多的處理器采用此技術(shù)。

i.MX RT處理器基于Cortex-M7內(nèi)核，主頻為600 MHz，此芯片上可以運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，既融合了MCU設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、快速量產(chǎn)、產(chǎn)品迅速上市的特性，又可以擁有運(yùn)行安卓或者Linux系統(tǒng)的微處理器的性能。在現(xiàn)場(chǎng)展示的Demo，是NXP在上海的工程師用了三天時(shí)間做出來(lái)了的，為什么可以這么快呢?因?yàn)殡m然i.MX RT的性能非常高，但是其仍然采用了MCU的應(yīng)用架構(gòu)，并且開(kāi)發(fā)工具、開(kāi)發(fā)軟件、生態(tài)環(huán)境也都跟MCU的一樣。

這就是工程師三天開(kāi)發(fā)出來(lái)的板子

在講到為什么i.MX RT選擇了Cortex-M內(nèi)核，而不是Cortex-R內(nèi)核，GEOFF這樣解釋：因?yàn)镃ortex-R內(nèi)核是比較復(fù)雜的核，只有在汽車等安全要求比較高的應(yīng)用中，Cortex-R內(nèi)核才能顯示出它的優(yōu)勢(shì)。而Cortex-M內(nèi)核在性能上跟R是一樣的，在廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，Cortex-A肯定比Cortex-R具備更寬廣的市場(chǎng)，未來(lái)也會(huì)有更多針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的處理器選擇Cortex-M內(nèi)核。

現(xiàn)在已經(jīng)量產(chǎn)的i.MX RT1050跨界處理器的價(jià)格不到3美元，據(jù)NXP半導(dǎo)體微控制器產(chǎn)品線全球資深產(chǎn)品經(jīng)理曾勁濤介紹，NXP在未來(lái)幾年還會(huì)繼續(xù)推出此系列其他產(chǎn)品，有的會(huì)提高性能，有的會(huì)降低價(jià)格，總之，這個(gè)系列產(chǎn)品未來(lái)會(huì)非常豐富。筆者覺(jué)得，NXP這是要把跨界玩到底的節(jié)奏啊!

MCU都能玩出跨界，這就是NXP面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)大市場(chǎng)玩出的新花樣!

補(bǔ)充知識(shí)點(diǎn)：FD-SOI技術(shù)

FD-SOI(全耗盡型絕緣層上硅)技術(shù)是一種新的工藝技術(shù)，有望成為30 nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)中成本效益最高的制造工藝。如果采用28納米技術(shù)制作一顆晶片，在相同的選件和金屬層條件下，F(xiàn)D-SOI需要38個(gè)掩模，而某些基板CMOS則需要多達(dá)50個(gè)掩模。FD-SOI縮減制造工序15%，縮短交貨期10%，這兩大優(yōu)點(diǎn)可大幅降低成本。此外，采用FD-SOI工藝制造的芯片在功耗上可以大幅降低，還可以縮小面積、節(jié)約成本。與FinFET技術(shù)相比，F(xiàn)D-SOI的優(yōu)勢(shì)更加明顯。FD-SOI向后兼容傳統(tǒng)的成熟的基板CMOS工藝。因此，工程師開(kāi)發(fā)下一代產(chǎn)品時(shí)可沿用現(xiàn)存開(kāi)發(fā)工具和設(shè)計(jì)方法，而且將現(xiàn)有300 mm晶片制造廠改造成FD-SOI晶片生產(chǎn)線十分容易，因?yàn)榇蠖鄶?shù)設(shè)備可以重新再用。