GD32F207VGT6兆易GD原装MCU系列
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汽车电子应用已经占据超过1/3的MCU市场,而汽车自动化、电动化、智能化、网联化正在推动着汽车电子行业快速发展,这将大幅拉动高集成度MCU器件的需求。同时因为系统复杂度日益增加,车用MCU逐渐由8/16位升级到32位,并且使用数量也在增加。以ADAS系统为例,Level 2车型就搭载了自适应巡航、车道保持、紧急制动刹车等功能,其中大量使用的车载传感器和车载摄像头需要的MCU来做模拟数据的处理与驱动控制,未来更别的自动驾驶系统有望加速MCU市场的增长。
影响带动了测温仪市场,一时需求快速增长供不应求,带动了传感器、MCU及运算放大器等需求迅猛增长。预计2020年国内手持测温仪总产量达65万台,同比增长117%,全球红外MCU出货量将呈跳跃式增长。
据有关研究机构统计,2019年全球MCU整体市场规模为164亿美元,预计2019-2024年的年复合增长率(CAGR)为6%。MCU应用主要集中在汽车电子、工控/医疗、计算机网络和消费电子等领域,占比分别33%、25%、23%和10%。
在2020年全球各类MCU市场份额预测中,32位MCU将占据62%,16位占23%,4/8位占比15%。预计到2024年,32位MCU将达到71%,而4/8/16位MCU会逐年下降。
据 IHS数据统计,2008-2018 年间,中国 MCU 市场年平均复合增长率(CAGR)为 7.2%,是同期全球 MCU市场增长率的 4 倍,2019 年中国 MCU 市场规模达到256亿元。目前,中国物联网和新能源车行业的增长全球,预计2020年中国MCU市场规模将超过268亿元,市场增长速度仍将全球。
MCU采用的微处理器内核架构
在中国市场,MCU的应用主要在以下六个领域。我们根据这30家MCU厂商的产品特性和出货量,分布归入相应应用类别,但这并非意味着一个公司只提供一个应用的行业方案。国内MCU厂商多集中在家电和消费电子应用领域,该市场的竞争已经十分激烈。而在汽车电子和工业控制领域,国内MCU厂商的技术、产品和应用方案跟国际大厂还有不小的差距,有能力提供车规级MCU芯片的厂商还不多。
我们从如下五个角度对每家公司进行高度概括性陈述和对比:主要产品、核心技术、关键应用、主要客户、竞争优势。虽然公司员工人数和研发人员比例、申请专利数量和财报等数据可以更为直观地对比,但因为大部分厂商都是非上市公司,我们获取的数据还不能全面而客观地反应这些公司的综合实力,因此我们在此没有列出这些量化指标。
主要产品:闪存芯片、微控制器和传感器
核心技术:SPI NOR Flash、基于Arm Cortex-M和RISC-V 内核的通用MCU、光学和超声波传感和CMEMS工艺技术。
关键应用:消费电子、工业控制、汽车领域
主要客户:服务全球两万多家客户,比如海康,大华,宇视,诺瓦,大疆,小米生态链,科沃斯,石头科技,讯飞,新北洋等。
竞争优势:完整的产品线,立体化的生态系统,满足客户多种的设计需求
MCU根据其存储器结构可分为哈佛(Harvard)结构和冯▪诺依曼(Von Neumann)结构。现在的单片机绝大多数都是基于冯·诺伊曼结构的,这种结构清楚地定义了嵌入式系统所必需的四个基本部分:一个中央处理器核心,程序存储器(只读存储器或者闪存)、数据存储器(随机存储器)、一个或者更多的定时/计时器,还有用来与外围设备以及扩展资源进行通信的输入/输出端口,所有这些都被集成在单个集成电路芯片上。
MCU同温度传感器之间通过I2C总线连接。I2C总线占用2条MCU输入输出口线,二者之间的通信完全依靠软件完成。温度传感器的地址可以通过2根地址引脚设定,这使得一根I2C总线上可以同时连接8个这样的传感器。本方案中,传感器的7位地址已经设定为1001000。MCU需要访问传感器时,先要发出一个8位的寄存器指针,然后再发出传感器的地址(7位地址,低位是WR信号)。传感器中有3个寄存器可供MCU使用,8位寄存器指针就是用来确定MCU究竟要使用哪个寄存器的。本方案中,主程序会不断更新传感器的配置寄存器,这会使传感器工作于单步模式,每更新一次就会测量一次温度。
在20世纪值得人们称道的成就中,就有集成电路和电子计算机的发展。20世纪70年代出现的微型计算机,在科学技术界引起了影响深远的变革。在70年代中期,微型计算机家族中又分裂出一个小小的派系--单片机。随着4位单片机出现之后,又推出了8位的单片机。MCS48系列,特别是MCS51系列单片机的出现,确立了单片机作为微控制器(MCU)的地位,引起了微型计算机领域新的变革。在当今世界上,微处理器(MPU)和微控制器(MCU)形成了各具特色的两个分支。它们互相区别,但又互相融合、互相促进。与微处理器(MPU)以运算性能和速度为特征的飞速发展不同,微控制器(MCU)则是以其控制功能的不断完善为发展标志的。