要想讓工程師們第一眼就相中一款MCU，光靠純粹的性能提升已經很難見效了。廠商們只有一招可以用了，那就是差異化。

全能型選手

有這樣一款MCU，將性價比推向了極致，價格只有25美分，卻能實現25種功能。這就是TI公司的MSP430 MCU，可以讓開發人員通過各種集成混合信號功能實現簡單的傳感解決方案，總計有25種。

大家可能比較關心具體能實現哪25種不同功能。據德州儀器(TI )中國區MSP微控制器業務拓展經理刁勇介紹，25種不同的功能分成四大類型：包括跟定時器相關的功能，跟電路系統相關的功能，脈沖寬度調制功能，以及通信的功能。

具體來說，MSP430有六種不同的定時器功能，包括：實現帶備用存儲功能的外部RTC、7段碼LED秒表、外部可編程看門狗定時器、可編程系統喚醒控制器、基于實時時鐘的系統喚醒控制器和電壓控制器配備時間戳。

脈沖寬度調制功能包括：模擬輸入、PWM輸出，雙輸出8位PWM DAC，伺服電機控制，步進電機控制，UART軟件控制RGB LED混色。

系統功能包括：ADC喚醒和傳輸閾值，EEPROM仿真，低功耗六角按鍵，正交編碼器位置計數器，配置UART的遲滯比較器，多功能重置控制器，單斜率模數轉換技術，篡改檢測，可編程時鐘源，可編程頻率鎖定回路。

通信功能包括：單有線通信主機，SPI IO擴展器，UART至UART橋，UART系統至SPI橋。

實現這么多功能的秘密就是TI為25個常見系統級功能創建了一個代碼實例庫，包括定時器、輸入/輸出（I/O）擴展器、系統復位控制器、電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM）等。

為幫助用戶了解和使用這些功能，TI編寫了一本電子版說明書，其中包含25個簡短的應用注釋，并附有源代碼鏈接。在幾分鐘內，便能夠編譯、下載源代碼并在MSP430超值傳感系列MCU上運行。可以根據具體的應用需求對功能進行調整，從而大幅縮短上市時間。

圖1介紹了MSP430的外設，一些離散功能集成電路，如外部監視器或實時時鐘集成電路，可以用這些外設的對應功能進行替代。如果使用所示的多個集成電路或功能（如定時器或PWM），甚至可以將多種功能組合起來，滿足設計應用需求，從而減少工作量和電路板空間。

圖1 MSP430的豐富外設

低功耗專家

與全能型選手相對的就是專家級選手，比如，將功耗做到最低，代表就是意法半導體的STM32 L4+。據意法半導體微控制器產品部STM32產品線經理Bertrand Denis介紹，兩年前推出的STM32L4的主頻是80MHz，而最新STM32L4+的主頻達到了120MHz，提升了50%。

圖2 STM32L4+的超低功耗模式

這里要劃重點了，在性能大幅提升的同時，STM32L4+的功耗仍然處于超低的水平。在不同的工作模式下，STM32L4+都實現了超低功耗。在最大運行模式120MHz主頻時，每兆赫茲的功耗僅43微安。如果拿STM32L4+跟通用的產品F4比的話，F4每兆赫茲大概是100～120μA。從F4到L4，功耗降到三分之一。除了運行模式，STM32L4+也提供更多的多樣化的工作模式。例如，在最低的功耗模式下，如果用電池供電，只有3個引腳，還有RTC在工作，RTC可以喚醒，如果RTC工作的話，功耗大概在300nA，如果RTC關掉，則只有3nA，所以這個系統是非常省電的。

圖3 STM32L4+的圖像處理功能

Bertrand Denis表示，雖然STM32 L4+是一款低功耗產品，但它卻具有強大的圖形處理性能。他展示了一個動畫視頻，基于STM32 L4+實現，動畫非常流暢。一般情況下，在低功耗MCU上無法支持這樣的動畫，但STM32 L4+卻可以做到，這是因為，L4+里面有圖形加速器Chrom-ART Accelerator，另外，L4+的主頻達到120MHz，性能足夠好，所以，在用戶需要實現一些很炫的動畫，或者很漂亮的人機界面時，L4+可以提供這個能力。而且，這樣一個動畫，只占了11%的CPU資源，接近90%的CPU的能力還可以處理其他的一些實時應用。同時，STM32 L4+可以支持多種接口，例如，MIPI-DSI，目前比較主流的手機、智能手表和一些可穿戴設備里都會用到這一接口。還有傳統的LCD-TFT，以及并行顯示接口。STM32 L4+還針對圓形顯示器特點優化Chrom-GRC存儲器，讓用戶可以更經濟的形式使用SRAM存儲器，以適應智能手表市場方形屏幕向圓形屏幕的轉變。

為了幫助客戶更容易去評估STM32 L4+，開發基于STM32 L4+的項目，ST提供了多元化的開發板。從最便宜的STM32 Nucleo開發板到最復雜的STM32 CubeMX，集成了L4+的軟件，讓用戶可以很快的基于這個軟件，生成他要的項目文件。Cube軟件包含了所有L4+底層的需求，用戶只需寫自己的應用程序即可。在Cube里面，包含了最基本的底層驅動和一些中間件，用戶只需要關注自己的用戶代碼、邏輯流程，在邏輯流程里，什么時候需要用這些外設再去調用即可，大大簡化了用戶的開發流程。

擁有最好的IoT基因

MCU是自帶IoT屬性的，這點在SimpleLink MCU中體現最明顯。

TI為原本就擅長無線連接的SimpleLink引入了以太網連接，打造了一個用于有線和無線MCU的單一開發環境的軟硬件和工具平臺，可以幫助開發人員輕松地將傳感器從網關連接至云端。新型SimpleLink MSP432?以太網MCU以集成MAC和PHY的高性能120MHz Arm? Cortex?-M4F內核為基礎，有助于縮短電網基礎設施和工業自動化網關應用的上市時間。

“我們非常看重物聯網的應用，根據Gartner和IHS提供的數據，在今年物聯網的設備接入的數量大概是84億，到2020年這個數據基本上會到超過200億，到2025年大概會到750億，所以物聯網設備增長速度非常快的，怎么樣管理物聯網傳感器的節點，實際上是擺在很多物聯網公司面前很大的挑戰”，刁勇解釋了強化SimpleLink系列的原因。

這個系列包括了432的MCU，主要用作主機的控制；也有不同的無線SOC，包括藍牙的SOC，如CC2640，雙頻段的CC135以及我們Sub 1GHz的CC1310，還有Wi-Fi的SOC的CC3220，以及Wi-Fi網絡處理器3120。

基于通用的驅動程序、框架和數據庫等共享基礎，SimpleLink MCU平臺的全新軟件開發套件以100%的代碼重用率實現了可擴展性產品，組合中的每款器件都集成了大量特性，例如，獲取和處理高精度模擬信號、憑借更高的安全性來增強系統、提升遠程通信，或者在由單個紐扣電池供電的傳感器節點中將電池使用壽命延長幾年等。

使用SimpleLink無線MCU，設計人員可將多達50個安全傳感器節點連接到網關，創建無線傳感器網絡。基于SimpleLink以太網MSP432E4 MCU的網關可充當中央管理控制臺，處理和匯總數據，并通過以太網將數據傳送到云端，以便進行額外的數據分析、可視化和存儲。開發此類網關的公司在添加最新無線連接技術時可與現有有線設備配合。

MCU也擁有了GPU

MCU是電子產品的控制核心，GPU是圖像世界的掌控者，這兩者以前很少有交集。但是，隨著應用的升級，這兩種產品也開始了親密接觸。這就是業界首款具有集成2D圖形處理單元（GPU）和高達32 MB集成DDR2存儲器的MCU，32位PIC32MZ DA提供了類似MPU的圖形功能，填補了MCU和微處理器單元（MPU）之間的圖形性能差距。

“這個系列創造了多個業界第一，如第一次集成了2D GPU，第一次集成了32 MB DDR2存儲器”，Microchip 32位單片機產品部資深產品營銷經理Bill Hutchings驕傲地表示，“在濕度計、掃碼器等對圖形處理器要求比較高的應用中，這個產品非常適合。”

在IoT時代，電子產品對圖形處理的要求日益增多，很多終端產品都配有LCD控制器，這不單是我們日常所及的各種家電，其他領域亦是如此。

PIC32MZ DA系列提供了一個3層圖形控制器，能夠驅動24位彩色SXGA顯示屏。這里所指的3個圖層都是獨立的，以一個咖啡機為例子，在其控制界面上，第一圖層用來構建按鈕，是透明的，第二層用來展示背景，三層用來增加特效，三層疊加，就會顯示非常立體的效果。

這個圖形控制器內核支持最高24位顏色深度，多種輸入和輸出格式，全局調色板查找表（CLUT），支持256色；具有集成的DMA控制器，能減免CPU負荷。

圖形控制器簡化了開發人員的設計難度，GPU則能開發原先MCU無法實現的GUI。PIC32MZ DA內置的2D GPU，可以提供實時圖像渲染和控制功能。“我們有業界獨有的用于動畫的精靈引擎，還有可編程光柵運算和固定函數加速”，Bill Hutchings說，這樣能給用戶非常好的圖像感官體驗。

他特別指出：因為具有32M的存儲器，PIC32MZ DA能輕易地實現圖像拉伸，這大概需要15M內存，對于以前的MCU，基本是不可想象的。

當然，集成DDR2 DRAM還是為了節省用戶成本，并降低風險。Bill Hutchings解釋：首先，這樣能減少電路板的層數：第二，因為與系統內其他部分都是集成的，就使得代碼和數據更加安全。

Microchip開發該系列的目標是針對需要高級人機交互的系統，這可不只是咖啡機，像是在電力系統中，對HMI的要求就非常高，還有其他的工業領域，圖形界面越來越普及。

結語

MCU的競爭已經不單是內核的競爭，外圍和配套開發環境都是廠商必爭之地。如何能讓一款MCU擁有自己的個性，就是在市場中脫穎而出的終極密碼。