什么是MCU?

MCU，中文簡稱單片機。即將CPU、存儲器（RAM和ROM）、多種I/O接口等集成在一片芯片上，形成的芯片級計算機。

CPU：包括運算器、控制器和寄存器組。是MCU內(nèi)部的核心部件，由運算部件和控制部件兩大部分組成。

前者能完成數(shù)據(jù)的算術邏輯運算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳送操作，后者是按一定時序協(xié)調(diào)工作，是分析和執(zhí)行指令的部件。

存儲器：包括ROM和RAM。ROM程序存儲器，MCU的工作是按事先編制好的程序一條條循序執(zhí)行的，ROM程序存儲器即用來存放已編的程序(系統(tǒng)程序由制造廠家編制和寫入)。

存儲數(shù)據(jù)掉電后不消失。ROM又分為片內(nèi)存儲器和片外(擴展)存儲器兩種。

RAM數(shù)據(jù)存儲器，在程序運行過程中可以隨時寫入數(shù)據(jù)，又可以隨時讀出數(shù)據(jù)。存儲數(shù)據(jù)在掉電后不能保持。RAM也分為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外(擴展)存儲器兩種。

I/O接口：與外部輸入、輸出(電路)設備相連接。PO/P1/P2/P3等數(shù)字I/O接口，內(nèi)部電路含端口鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器等電路。

物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)興起，是MCU發(fā)展的一大驅(qū)動力。比如醫(yī)療電子用品、個人健康監(jiān)測產(chǎn)品等都需要低功耗、長時間使用、無線通信的產(chǎn)品，然而這些都必須倚賴MCU來實現(xiàn)。

MCU作為物聯(lián)網(wǎng)的核心零組件，無論在市場規(guī)模，還是技術要求上都得到了進一步的發(fā)展。

32bit MCU成主流

早期MCU架構(gòu)多是8位為主(例如Intel8051系列、AtmelAT8/TS8系列、LabsEFM8系列等)，且整合開發(fā)環(huán)境(IDE)也是以8位為主。

隨著物聯(lián)網(wǎng)時代任務的復雜化，對計算能力越來越高促使MCU開始邁向16或32位來設計，與此同時相關的軟件開發(fā)環(huán)境也提升到32位，甚至做到可以向下兼容，讓開發(fā)環(huán)境不受限于硬件，以提供更具彈性的開發(fā)空間。

低功耗成核心競爭力

當前市面上各種移動電子產(chǎn)品最令人詬病的一點莫過于需要頻繁充電，各家智能手機/手環(huán)廠商都在努力的降低功耗，提升續(xù)航能力。

功耗的限制使得產(chǎn)品設計時許多功能被犧牲。而對于物聯(lián)網(wǎng)世界里數(shù)量更為龐大的無線傳感節(jié)點，功耗和續(xù)航時間更是直接關系到產(chǎn)品的可行性。

比如在散布在橋梁或者隧道中用于檢測位移形變的傳感器節(jié)點，數(shù)量龐大且只能依靠電池供電，要求電池續(xù)航時間通常達十年以上，這對MCU的功耗提出了非?？量痰囊蟆?/p>

而如何在低功耗的前提下又能實現(xiàn)較高的運算能力，成為擺在MCU廠商面前的一道難題。目前幾乎所有的主流廠商都瞄準了這一市場需求，紛紛推出各自的超低功耗MCU。

高整合度 MCU+成趨勢

物聯(lián)網(wǎng)對于其中每個節(jié)點最理想的要求是智能化，即能夠通過傳感器感知外界信息，通過處理器進行數(shù)據(jù)運算，通過無線通訊模塊發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。

因此，集成傳感器+MCU+無線模塊的方案始終是各MCU廠商的追求。更有甚者，對于一些相對容易實現(xiàn)整合的傳感器類型，如觸摸屏控制器、加速度計、陀螺儀等，某些技術實力強大的廠商已經(jīng)實現(xiàn)了與MCU整合的單芯片SOC/SIP。

當然由于傳感器和無線通訊技術的多樣性，以及工藝技術上的差異，一味的SIP或SOC整合可能并不一定是明智之舉（如氣體傳感器、溫濕度傳感器整合方案就較為困難）,但廠商提供MCU+的整體解決方案已經(jīng)成為毫無疑問的必然趨勢。

市場現(xiàn)狀

2015年開始，為爭奪市場份額，布局強勁增長的物聯(lián)網(wǎng)應用，MCU主要廠商之間發(fā)生了數(shù)起大規(guī)模并購。

根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)ICInsights的統(tǒng)計，從收購完成合并后的銷售數(shù)據(jù)看，NXP、Microchip和Cypress2016年MCU產(chǎn)品線銷售額同比大幅增長，排名也相應上升。

未進行大規(guī)模收購的MCU廠商則表現(xiàn)平平，只有個位數(shù)的增長，比如ST和TI，有的出現(xiàn)了大幅下降，比如Samsung。

從上圖我們還看到，8大MCU廠商全球市場份額合計達到了88%，這也就是說除了幾大MCU外，小的MCU公司市場份額非常小。

ICInsights研究報告說，MCU市場將于2020年達到高峰，銷售額達到209億美元，銷售267億顆芯片。

針對這樣的市場形勢，ST給自己定下目標是2020年銷售額將到達40億美元，從目前市場10%份額增長到20%分額。yxw