微控制器本質上是通用設備，能夠滿足各種控制任務。它們的發展追蹤了對功能強大，成本低但功能強大的設備的需求，因此它們現在可以支持各種終端產品。主要是，它們在靈活性，成本和性能方面的平衡選擇用于相對特定的應用范圍，使制造商能夠在各種變型中提供最佳解決方案。例如，飛思卡爾提供了超過900種不同的基于ARM的MCU，隨著ARM Cortex-M7內核的推出，這一數字可能會進一步增加。

雖然系列中的每個系列通常都經過優化，但通常會有交叉就其應用的應用而言，允許最終客戶選擇最適合其特定要求的設備。但是，有時應用程序具有這樣的特定要求，即設備制造商愿意并且能夠開發具有專用于該應用的外圍設備的設備。雖然不是通用的，嚴格來說，它們通常基于標準的MCU內核和外設，這使它們適用于特定的應用，同時保持一定的靈活性。

集成音頻

進程節點的進步和成熟意味著將優化功能與通用外圍設備集成在一起變得越來越可行，特別是在針對大批量應用時。一個例子是音頻;在許多設備中越來越常見的功能。為了應對這一市場，Nuvoton Technology Corporation開發了ISD9160，這是一種用于音頻記錄和回放的單芯片解決方案。

圖1：Nuvoton的ISD9160針對音頻記錄和回放應用。基于在ARM Cortex-M0內核上，它具有相當標準的外設，如閃存和SRAM，定時器（包括看門狗和實時時鐘）和各種串行接口（UART，I2S，I2C，SPI/SSP），以及PWM調制器，模擬比較器和GPIO（圖1）。然而，真正讓它與眾不同的是增加了一個能夠為8Ω揚聲器提供1 W功率的差分D類放大器，以及一個由Sigma-Delta ADC和可編程增益放大器組成的AFE，可直接連接到麥克風。圖2顯示了如何在典型應用中配置。

ADC可以采樣率高達6.144 MHz，與可配置的抽取濾波器配合使用，可實現支持8 kHz至48 kHz音頻采樣率的過采樣。結果傳遞給FIFO，FIFO存儲最近的8個樣本。 16采樣FIFO為D類功率放大器提供輸入，驅動兩個差分引腳，采用專用電源供電。

圖2：ISD9160的專用和優化外設最小化需要外部元件。

該器件還具有麥克風偏置發生器，可提高錄制質量，能夠提供高達1 mA的電源，具有-60 dB的電源抑制;通常，麥克風需要0.1 mA至0.5 mA的偏置電流，因此可能需要外部電阻。 ADC與輸入信號路徑中的PGA和ISD9160的模擬多路復用器配合使用。

運動檢測

MCU總是僅部分由其硬件功能定義;軟件在所有終端應用程序中扮演著越來越重要的角色。 MCU制造商現在以庫和參考設計以及整個通信堆棧的形式為軟件開發提供廣泛的支持。對于需要專門算法的應用程序，可能更難以直接提供軟件支持，而是依賴于服務提供商的生態系統。但是，還有另一種方法。

圖3：基于自己的eZ8 CPU，Zilog的ZMOTION系列提供了優化的PIR平臺。

將特定于應用程序的算法直接嵌入到設備中雖然并不常見，但它確實為開發人員提供了“開箱即用”的優化解決方案，Zilog采用ZMOTION檢測和控制系列（包括Z8FS04）采用了這種方法。它基于Z8 Encore XP系列，集成了一個eZ8內核和一個Sigma-Delta ADC（圖3），并配有一個固態駐留在片上閃存中的被動紅外（PIR）引擎。引擎占用8 KB內存的4 KB（圖4）并通過API訪問，但在正常操作期間在后臺自主運行。

圖4：ZMOTION的嵌入式PIR引擎家庭減少了開發人員的R＆amp; D工作量PIR傳感器的輸出通過專用輸入直接連接到ADC，無需額外的電路（除非由PIR制造商指定），并且該設備能夠容納兩個傳感器。運動檢測算法需要不間斷地訪問ADC，但如果應用程序代碼需要使用ADC，則可以手動暫停;通過API和專用寄存器管理PIR引擎的控制。 Zilog還將該設備作為捆綁包提供，包裝有各種鏡頭和PIR傳感器。

智能能源

能源是一個快速擴展的應用領域，不僅包括智能計量，還包括測量和控制能源使用設備。幾乎任何插入的東西都可以從能源管理技術中受益，這些技術可以在不使用時最大限度地減少消耗，或者提供使用時所消耗的能量的明確指示。立法正在推動這一點，但普遍接受我們都應該更加意識到我們自己個人歸因于能源消耗意味著它將成為各種設備的共同特征。物聯網將嚴重依賴這種數據，這將把設備的控制范圍擴展到我們的周圍;遠程控制照明，加熱或任何其他能源使用設備的能力有望實現能源控制的新時代。為了支持此類應用，Active-Semi開發了一系列電源應用控制器（PAC）產品，例如PAC5210;針對下一代智能能源設備，設備和設備的設備。

圖5：針對智能能源應用，Active-Semi的PAC基于行業標準的ARM Cortex-M0內核。 PAC》 PAC5210是一款基于ARM Cortex-M0的MCU，集成了許多特定于應用的功能，如圖5所示。這包括多模電源管理器（MMPM）和特定應用電源驅動器（ASPD），以及可配置的AFE，PWM引擎和“常用”串行接口。 MMPM包括多模開關電源，能夠以降壓，反激或升壓模式工作，并具有多達四個線性穩壓電壓。 ASPD是一種通用開漏驅動器，而可配置AFE包括差分和單端可編程增益放大器，使其適用于智能能源領域的眾多新興應用。

圖6：靈活且通用，PAC5210集成了一系列功率控制功能。

結論

通用MCU的可用性支持各種終端應用，但盡管它們具有靈活性，但仍然存在驚人的變化。一些制造商。通過集成特定于應用程序的功能來限制靈活性似乎違反直覺，但在許多情況下，它可以證明是非常有益的。

對于許多應用領域，優化解決方案的可用性（例如此處介紹的那些）可以提供OEM擁有一個寶貴的平臺，可以添加自己的差異化功能;畢竟，沒有人想要重新發明輪子。從本質上講，特定應用的MCU是無處不在的參考設計的自然發展，因為它們允許開發人員通過基于成熟技術的解決方案更快地進入市場。此類設備的可用性增加可能會使新興應用程序成為最終用戶的更多選擇。