集成整合的設(shè)計(jì)理念大行其道。數(shù)字芯片是當(dāng)前業(yè)界矚目的焦點(diǎn),但是即便數(shù)字IC的性能再優(yōu)異,如果沒(méi)有模擬IC的搭配,無(wú)法充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。因此,模擬器件必然成為整合大潮中的一份子。MCU集成模擬外設(shè)便是這一市場(chǎng)趨勢(shì)的具體體現(xiàn)。
隨著技術(shù)的發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越需要將各種外界物理量,如溫度、壓力、流量等,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,這是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)概念基本的體現(xiàn)。在整個(gè)鏈路中,傳感器可將物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)由放大及信號(hào)調(diào)理電路對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理,再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器,將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),而MCU則可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并產(chǎn)生控制數(shù)字信號(hào),這些信號(hào)經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換并變成電壓/電流,驅(qū)動(dòng)外部的開(kāi)關(guān)/繼電器等執(zhí)行器件,最終通過(guò)各種接口進(jìn)行通信。由此可見(jiàn),MCU與模擬器件在功能上有越來(lái)越多的結(jié)合。因此,從系統(tǒng)的角度來(lái)看,將MCU與模擬器件集成具有市場(chǎng)意義。
首先,它可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì),使系統(tǒng)具有更高的集成度。其次,在減少M(fèi)CU外圍器件的同時(shí),也減少了工程師設(shè)計(jì)時(shí)出錯(cuò)的可能性,從而提高了系統(tǒng)的可靠性、工程師設(shè)計(jì)的便利性。最后,可以減小板級(jí)尺寸,對(duì)產(chǎn)品的輕薄化有利,甚至還有可能降低系統(tǒng)成本。這使得MCU的集成化趨勢(shì)在近幾年來(lái)得到了很好的演繹,一些國(guó)際領(lǐng)先的大廠商也開(kāi)始了這方面的研發(fā)。不僅ARM陣營(yíng)的MCU大廠開(kāi)始集成模擬外設(shè),MIPS陣營(yíng)的MCU廠商也在積極推出相關(guān)產(chǎn)品。如Microchip公司近年來(lái)在MCU與模擬模塊集合上便有相當(dāng)建樹(shù),推出了系列產(chǎn)品。
當(dāng)然,這種集合也存在相當(dāng)多的挑戰(zhàn)。畢竟模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計(jì)理念存在諸多不同,將兩個(gè)存在矛盾的功能塊結(jié)合在一起時(shí),倘若芯片內(nèi)部處理不好的話,將降低整個(gè)芯片及系統(tǒng)的性能。另外,中國(guó)的工程師更擅長(zhǎng)軟件編程和數(shù)字電路設(shè)計(jì),這些方面相對(duì)更容易快速掌握。而具有模擬電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師則需要長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)。這使得工程師在電路設(shè)計(jì)時(shí),擅長(zhǎng)對(duì)數(shù)字電路(MCU)方面的設(shè)計(jì),而對(duì)于外圍的模擬功能塊,則只能參考芯片廠家提供的參考設(shè)計(jì)以及有限的技術(shù)支持。