無(wú)線 MCU

物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的高速發(fā)展，無(wú)疑也在攪動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)原有的格局，為了在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代不掉隊(duì)，各個(gè)芯片廠商都在努力發(fā)展適應(yīng)市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品品類。因?yàn)槁?lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的基本需求，所以在原有的MCU中集成RF無(wú)線收發(fā)器、能夠跑各種無(wú)線協(xié)議，讓物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的架構(gòu)和開(kāi)發(fā)過(guò)程更為簡(jiǎn)潔，是最自然不過(guò)的產(chǎn)品演化邏輯。因此，無(wú)線MCU就應(yīng)運(yùn)而生了。

而面對(duì)市面上林林總總的無(wú)線MCU產(chǎn)品，如何能夠選擇一個(gè)和你的應(yīng)用場(chǎng)景“對(duì)路”的產(chǎn)品，這其中還是有一些套路可尋的。

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套路一，看硬件平臺(tái)

通常無(wú)線MCU都是脫胎于廠商原有的一個(gè)MCU平臺(tái)，比如NXP的KW無(wú)線MCU是基于ARM Cortex-M架構(gòu)的Kinetis系列MCU中的一個(gè)子類，TI的SimpleLink無(wú)線MCU平臺(tái)背后則是MSP430 MCU的基因。

無(wú)線MCU有一個(gè)好“出身”對(duì)開(kāi)發(fā)者的意義在于，原有的MCU平臺(tái)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了市場(chǎng)的驗(yàn)證和打磨，比較保險(xiǎn)，同時(shí)原有MCU平臺(tái)上很多成熟的資源可以復(fù)用，能夠確保更快獲得因應(yīng)市場(chǎng)變化的新品。

選定了硬件平臺(tái)，開(kāi)發(fā)者就需要根據(jù)特定的應(yīng)用場(chǎng)景去挑選適合的產(chǎn)品。MCU主處理器的計(jì)算能力和片上存儲(chǔ)容量是兩個(gè)最主要的因素，因?yàn)樗鼈儧Q定了是否有足夠的計(jì)算資源和存儲(chǔ)空間去同時(shí)跑無(wú)線協(xié)議和運(yùn)行應(yīng)用程序。

有的無(wú)線MCU還將無(wú)線協(xié)議的運(yùn)行卸載到一個(gè)專門(mén)的協(xié)處理器上，以減少主處理器的計(jì)算負(fù)荷，比如TI SimpleLink系列中的CC1310/1350無(wú)線MCU。廠商通常會(huì)提供不同硬件配置的產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)者需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用和未來(lái)擴(kuò)展的需求，做綜合的考量和選擇。

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套路二，看軟件資源

MCU選型單看硬件顯然是不夠的，軟件和開(kāi)發(fā)工具的支持同樣重要。除了MCU開(kāi)發(fā)常用的開(kāi)發(fā)換環(huán)境，提供無(wú)線互連相關(guān)的軟件也是無(wú)線MCU比拼的重點(diǎn)。比如NXP就可為KW41Z/31Z/21Z無(wú)線MCU提供BLE、generic FSK, Thread, 802.15.4 MAC和Simple MAC (SMAC)等豐富的軟件和協(xié)議棧。

同時(shí)，開(kāi)發(fā)平臺(tái)的兼容性也很重要，TI就特別強(qiáng)調(diào)其SimpleLink MCU平臺(tái)是“具有單一軟件架構(gòu)、模塊化開(kāi)發(fā)套件，能夠在整個(gè)MCU產(chǎn)品系列上實(shí)現(xiàn)100%的代碼重用”。所以，開(kāi)發(fā)者一定不能忽視無(wú)線MCU配套的軟件環(huán)境。

圖1，TI的SimpleLink無(wú)線MCU平臺(tái)，是平臺(tái)化無(wú)線MCU的代表

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套路三，看安全功能

安全愈發(fā)成為物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品的必備功能，所以主流的無(wú)線MCU產(chǎn)品中基本都內(nèi)置了安全性功能模塊。如NXP的KW41Z/31Z/21Z無(wú)線MCU中就集成了AES-128加速器和真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(TRNG)。

再如TI SimpleLink系列的CC3200 WiFi無(wú)線MCU，在片上集成了TLS協(xié)議棧，并通過(guò)一個(gè)專門(mén)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)處理器運(yùn)行，使得無(wú)線應(yīng)用的開(kāi)發(fā)者能夠快速開(kāi)發(fā)出具備網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)功能的WiFi終端產(chǎn)品。所以如果你看到一顆沒(méi)有考慮安全防護(hù)的無(wú)線MCU，就要小心了。

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套路四，看是否支持多模

為了適應(yīng)多樣化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求，現(xiàn)在芯片廠商陸續(xù)推出了一些支持“多模”無(wú)線互連的產(chǎn)品。比如TI的CC1350就是SimpleLink系列中第一款能夠同時(shí)處理Sub-GHz和2.4GHz BLE無(wú)線通信的無(wú)線MCU，NXP的KW41則是一顆可以同時(shí)運(yùn)行BLE和Thread（基于IEEE 802.15.4）兩套協(xié)議棧的單芯片多協(xié)議無(wú)線通信MCU，這類多模無(wú)線MCU的出現(xiàn)，無(wú)疑會(huì)給開(kāi)發(fā)者的產(chǎn)品定義帶來(lái)更大的想象空間。

圖2，NXP KW41多協(xié)議無(wú)線MCU，可以同時(shí)運(yùn)行BLE和Thread兩套協(xié)議棧

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套路五，看特殊硬件功能

一些無(wú)線MCU中，還會(huì)集成特殊的硬件功能，這對(duì)一些有特定市場(chǎng)指向的應(yīng)用會(huì)很有價(jià)值。比如在NXP最新推出的支持BLE的QN908x無(wú)線MCU中，特別引入了一個(gè)FSP（Fusion Sensor Processor）協(xié)處理器，故名思議是瞄準(zhǔn)傳感器的融合計(jì)算硬件單元，與產(chǎn)品中的Cortex-M4F主處理器相比，其在矩陣求逆和256點(diǎn)FFT運(yùn)算中，會(huì)讓產(chǎn)品獲得更好的性能表現(xiàn)。這對(duì)于以可穿戴設(shè)備為目標(biāo)市場(chǎng)的QN908x來(lái)說(shuō)很具針對(duì)性，當(dāng)然會(huì)有效提升產(chǎn)品的“賣相”。

圖3，NXP最新推出的支持BLE的無(wú)線MCU QN908x，內(nèi)置優(yōu)化的FSP硬件協(xié)處理器

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套路六，看低功耗特性

低功耗是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的基本功，通常開(kāi)發(fā)者可以從無(wú)線MCU的Datasheet中查到相關(guān)的功率特性參數(shù)，并以此為依據(jù)做產(chǎn)品整體的功耗預(yù)算。是否采用特殊工藝、MCU處理器架構(gòu)類型、多樣化的電源模式、時(shí)鐘管理機(jī)制等，都是影響MCU整體功耗特性的因素。

按照以上的套路，我們就基本可以得到一個(gè)無(wú)線MCU的“畫(huà)像”，誰(shuí)才真正是更適合你的“菜”，想必大家也會(huì)心中有數(shù)了。