着重USB连接 MCU厂商加快革新步伐

　　如今带USB接口的8位MCU的全球市场规模庞大，约占8位MCU市场中的10%。并且发展趋势是全速USB正取代低速USB。

　　随着USB(通用串行总线)规范的不断完善，USB的应用领域在不断拓展，从PC外设、消费电子和工业设备等简直是不胜枚举。嵌入式系统生产商的问题已经不是在产品中实现USB，而是如何最佳地将USB性能集成到产品中去，以大大地提升产品的连接性能。看好这轮“连接”热潮，半导体厂商不仅纷纷在其MCU中植入USB连接功能，并着眼于未来需求突出兼容性。

　　创新功能注入活力

　　如今带USB接口的8位MCU的全球市场规模庞大，约占8位MCU市场中的10%。并且发展趋势是闪存正取代ROM（只读存储器）和OTP（一次性可编程），而全速USB正取代速USB。”Atmel(爱特梅尔)AVR产品市场经理Jean-ChristopheLawson开宗明义指出：“亚洲市场潜力巨大，80%的USB产品在亚洲生产，并且高品质标准需求不断增长。”立足这一需求，Atmel自2006年推出AVR USB系列以来，也在不断提升其性能，通过不断创新实现快速增长。

　　翻开Atmel的历史可以看出，2006年Atmel推出首个带有嵌入式主机 OTG（On-The-Go)的8位闪存MCU，2007年推出带有全速 USB的最小型闪存MCU，2008年带来有USB和嵌入式主机OTG功能，并具128MHzPWM（高速脉冲宽度调制）的8位MCU。而2007年其Atmel的AVR OTG市场增长7倍，AVR USB市场增长40倍成为其创新性获得市场认可的有力佐证。

　　Jean-ChristopheLawson表示，通过对客户需求的了解，客户对MCU的需求在于：一是内存需要32Kb，因16Kb太小，并且对于成本受限的外设而言，64Kb又不必要；二是要求小尺寸及低成本，7mm×7mm的封装合适，而5mm×5mm则更理想；三是加入ADC功能，以用于游戏机和玩具；四是可利用USB进行电池充电。因而，Atmel公司发布的全新AVR微控制器-ATmega16U4和ATmega32U4，该类控制器将USB控制器、充电及多种高性能模拟功能整合在了一起，其模数转换器可用于感应终端应用的动作或压力，而PWM则是低成本电机控制的理想选择。全新的AVR器件具有丰富的功能集，还可优化整体系统成本，主要应用于电池充电、无线适配器、高端鼠标、游戏机和玩具、遥控器及安全设备等。ATmega32U4的创新性体现在支持500kHz业界最优频率的8位分辨率PWM，高速PWM不需加入一些外部滤波的元件，从而可减小尺寸和节约成本。“从应用上，Atmel新控制器在优化电池充电的同时可提供各项USB功能。新推出的微控制器可与现有的AVRUSB微控制器系列相辅相成，适用于各种嵌入式主机或外设USB应用。”Jean-ChristopheLawson指出，“相对于其他竞争对手，Atmel USB系统MCU的优势在于：一是全线范围，闪存从8Kb至128Kb，嵌入式主机和设备可同时应用；二是基于AVR架构，达到低功耗；三是高集成；四是提供完整的软件、开发工具和技术支持；五是出厂前编程的USB启动加载程序。”

　　除持续看好低成本8位MCU市场外，Microchip(微芯)也在不断向32位MCU市场进军，在最新的32位PCI32MCU系列中引入了针对嵌入式应用的USBOTG功能。设计人员可以为产品灵活地添加所有三种USB工作方式，支持USB2.0器件、嵌入式主机及两用OTG连接。它具有最大512Kb的闪存和 80MHz工作频率。Microchip还免费提供USB软件栈和类驱动程序的源代码，帮助设计人员进行USB应用开发。

　　兼容性成重点

    虽然带USB接口的8位MCU的全球市场规模在持续扩张，但带USB接口的32位MCU市场亦在扩容。老牌劲旅飞思卡尔的策略则是“双管齐下”，近日推出其FlexisJM系列微控制器(MCU)，包括新的32位MCF51JM128(JM128)ColdFireV1MCU以及8位MC9S08JM60(JM60)器件。JM60是通用8位MCU单芯片USB解决方案，支持全速USB；JM128含有一个集成的USB控制器，支持USB2.0全速主机、设备和OTG的配置。旨在让各种应用实现通用的、经济型即插即用连接，包括PC外围设备、数据传输设备(记忆棒)、灯光控制系统、测试和测量设备、安全和进出控制面板。

　　飞思卡尔亚太区微控制器解决方案市场经理何英伟表示，目前带USB连接功能的8位MCU市场比32位MCU大，但32位MCU支持主机功能，比8位MCU复杂得多，市场需求今后也会走高。如果客户需要更高性能，可将8位MCU直接换成32位MCU，因为他们具有单一的开发工具、通用的外设组合和管脚兼容，从而使设计人员能够快速轻松地从简单的8位设计移植到需要32位性能的更复杂的应用设计上去。

　　何英伟介绍，飞思卡尔JM系列32位MCU与8位MCU相比，功能提升在于：一是集成了CAN模块，二是增加了加密增速单元，因为某些市场需要产品具加密功能，如金融税控机、工业仪表等，所以增加加密单元，以对数据通信进行加密。并且随着产品开发周期越来越短，数据需要保密，从而保护客户利益。三是增加更多的接口功能，如LCD（液晶显示）控制等。何英伟还指出，CorefireV1处于飞思卡尔32位MCU产品线低端，支持全速与OTG。因CorefireV1与8位MCU兼容，如果工程师需设计更多功能，即可从CorefireV1升级到中高端32位MCU产品线中的CorefireV2、CorefireV3、CorefireV4。他介绍，CorefireV2、CorefireV3、CorefireV4可提供DSP功能，适用于MP3、IP电话等领域。

　　此外，JM器件可以得到飞思卡尔免费赠送的USB软件以及开发板、参考设计、应用笔记、培训等其他方面的支持。这种全面的生态系统有助于简化开发，使那些需要USB连接的应用尽快上市。

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　　USB规范发展

　　1996年USB1.0规范以后，USB-IF(USB设计论坛)又陆续公布了USB1.0、USB2.0和USB OTG等几个规范，其中USB2.0的传输带宽达到480Mbps，而USB OTG更使USB装置摆脱了原来主从架构的限制，实现了端对端的传输模式。USB2.0支持高达480Mbps的高速数据传输，并且与USB1.1规范后向兼容，而后者仅支持全速的12Mbps和低速的1.5Mbps。USB OTG是USB2.0规范的补充，结合了对移动应用友好的新特性，包括低功耗、更小的USB接头以及在相同的USB端口上增加了双重角色的功能(作为主机和外设的功能)。OTG通过在没有计算机的情况下，相互之间对等连接使传统的只能作为USB外设的移动产品的性能和连接性得到扩展。