星空科学探索频道: 集成整合设计理念大行其道 MCU与模拟器件整合潮流到来?

2013年10月29日星期二

集成整合设计理念大行其道 MCU与模拟器件整合潮流到来?

集成整合的设计理念大行其道。数字芯片是当前业界瞩目的焦点，但是即便数字IC的性能再优异，如果没有模拟IC的搭配，无法充分发挥其优势。因此，模拟器件必然成为整合大潮中的一份子。MCU集成模拟外设便是这一市场趋势的具体体现。

随着技术的发展，人们越来越需要将各种外界物理量，如温度、压力、流量等，转换成数字信号，再对这些数据进行处理，这是未来物联网概念基本的体现。在整个链路中，传感器可将物理量转换成电信号，经由放大及信号调理电路对这些信号进行处理，再经过A/D转换器，将模拟信号转换成数字信号，而MCU则可对数据进行处理并产生控制数字信号，这些信号经过D/A转换并变成电压/电流，驱动外部的开关/继电器等执行器件，最终通过各种接口进行通信。由此可见，MCU与模拟器件在功能上有越来越多的结合。因此，从系统的角度来看，将MCU与模拟器件集成具有市场意义。

首先，它可以简化电路设计，使系统具有更高的集成度。其次，在减少MCU外围器件的同时，也减少了工程师设计时出错的可能性，从而提高了系统的可靠性、工程师设计的便利性。最后，可以减小板级尺寸，对产品的轻薄化有利，甚至还有可能降低系统成本。这使得MCU的集成化趋势在近几年来得到了很好的演绎，一些国际领先的大厂商也开始了这方面的研发。不仅ARM阵营的MCU大厂开始集成模拟外设，MIPS阵营的MCU厂商也在积极推出相关产品。如Microchip公司近年来在MCU与模拟模块集合上便有相当建树，推出了系列产品。

当然，这种集合也存在相当多的挑战。毕竟模拟电路和数字电路设计理念存在诸多不同，将两个存在矛盾的功能块结合在一起时，倘若芯片内部处理不好的话，将降低整个芯片及系统的性能。另外，中国的工程师更擅长软件编程和数字电路设计，这些方面相对更容易快速掌握。而具有模拟电路设计经验的工程师则需要长时间的培养。这使得工程师在电路设计时，擅长对数字电路(MCU)方面的设计，而对于外围的模拟功能块，则只能参考芯片厂家提供的参考设计以及有限的技术支持。

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