MCU, microcontroller, ook wel microcontrol unit of microcontroller genoemd. Qua implementatie is een MCU een product dat de frequentie en specificaties van de CPU aanzienlijk verlaagt en geheugen, USB, PLC, DMA en andere interfaces integreert in één enkele chip.

Afhankelijk van het aantal bits kunnen microcontrollers (MCU's) worden onderverdeeld in 4-bits, 8-bits, 16-bits, 32-bits en 64-bits. De belangrijkste toepassingsgebieden zijn:

Cartography | Yifei.com (the same below)

(Platformcompressie en andere problemen; voor een scherper beeld kunt u het bericht "local MCU" verzenden.)

Sommige toepassingsbeschrijvingen op Baidu Encyclopedia zijn relatief oud. Afgaande op de promotie-informatie van de fabrikant zullen 64-bits microcontrollers worden gebruikt in gebieden zoals mens-machine-interfaces met hoge resolutie, embedded vision, embedded kunstmatige intelligentie en realtime besturing.

Door productupdates en veranderende vraag zijn 4-bits microcontrollers geleidelijk aan uit de markt verdwenen. Hoewel sommige fabrikanten ze nog steeds gebruiken vanuit de overtuiging dat "lage kosten het grootste voordeel zijn", vertegenwoordigen ze al een klein deel van de markt. Omdat 16-bits microcontrollers zich in het gat tussen 8-bits en 32-bits bevinden, wordt hun speelveld steeds kleiner.

Naar aanleiding van het artikel van vorige week over de prijsverhoging van MCU-films (Het tekort aan microcontrollers lijkt onoplosbaar; er zijn al 40 lokale fabrikanten actief.)

Afterwards, I received some comments, and when we talk about the replacement of domestic MCUs, we are actually talking more about the enduring 8-bit, the popular 32-bit, and the future star 64-bit.

Ze zijn allebei 32-bits, wat is het verschil?

Source | Network

Volgens gegevens van toonaangevende marktonderzoeksbureaus hebben 32-bits microcontrollers sinds 2010 de grootste marktpositie verworven en bereikten ze in 2015 het gecombineerde marktaandeel van 4-, 8- en 16-bits microcontrollers. Door de verbetering van de prestaties en de afname van het energieverbruik is de leidende positie van 32-bits microcontrollers op de markt steeds duidelijker geworden, en is dit tevens een belangrijk aandachtsgebied voor Chinese fabrikanten van microcontrollers.

De afgelopen jaren hebben binnenlandse microcontrollers aanzienlijke vooruitgang geboekt, en er zijn zelfs 32-bits producten op de markt gebracht voor inbouw in de automobielindustrie, die hoge drempelwaarden, lange levensduur en een hoge mate van veiligheid bieden.

Eind 2018 lanceerde Jiefa Technology de AC781X, de eerste in China zelf ontwikkelde 32-bits MCU-chip voor de automobielindustrie die in massaproductie ging. In de eerste helft van 2020 bracht Jiefa Technology opnieuw de AC7801X-serie MCU's voor de automobielindustrie op de markt, met meer gedetailleerde functies en geoptimaliseerde productfuncties en kostenbeheersing. De MCU-chips van Jiefa Technology voor de automobielindustrie zijn inmiddels door veel fabrikanten van auto-onderdelen in hun toeleveringsketens opgenomen.

Ook Xinwang Micro boekt doorbraken op het gebied van microcontrollers voor de automobielindustrie. Op 26 november 2020 won Xinwangs 32-bits microcontroller KF32A15X, geschikt voor microauto's, de "5e Lingxuan Award voor uitmuntende toekomstgerichte geïntegreerde schakelingen". De jury bestond uit 22 inkopers van toonaangevende Chinese autofabrikanten, waaronder Mercedes-Benz, BMW, Audi, Volkswagen, General Motors, Toyota, Honda, Nissan, FAW, SAIC, Changan, Geely, Great Wall en Chery. De KF32A15X-serie microcontrollers is momenteel in eerste instantie beschikbaar voor Chinese autofabrikanten.

So, is there a significant gap between the domestic automotive-grade MCUs that have just started and those from international manufacturers? Let’s look at the pictures and talk:

It can be seen that domestic manufacturers are not bad at using Arm Cortex?-M0+, and the main frequency and Flash configuration are adequate. For Xinwang Micro, its self-developed KF32 core also performs well and has rich IO and peripheral interface resources. So where is the gap in this regard? Judging from NXP's official website, the biggest gap is trust, trust in the long-term stability and reliability of the product. NXP says long-term supply is at least 15 years. Most domestic MCU manufacturers have not reached 15 years old. Xinwang Micro was established in 2012, and Jiefa Technology was established in 2013.

At the same time, we have actually noticed that domestic manufacturers are indeed still in their infancy in terms of automotive-grade MCUs. The use of Arm Cortex?-M4 cores is still in the research and development stage, and there is no product supply available from the official websites of each company.

In de huidige internationale situatie is de ontwikkeling van microcontrollers (MCU's) voor de automobielindustrie een lastig probleem dat we moeten overwinnen. Natuurlijk zijn er ook goede kansen. Volgens gegevens van statistische bureaus was auto-elektronica in 2019 goed voor 33% van de wereldwijde downstream-toepassingen van MCU's (berekend in termen van omzet). MCU's vertegenwoordigen ook ongeveer 30% van alle halfgeleidercomponenten in een auto. Gemiddeld worden er meer dan 70 MCU-chips in elk voertuig gebruikt. In de toekomst, met de verbetering van intelligentie en netwerken, zal dit aantal nog verder toenemen. Nu de binnenlandse auto's geleidelijk aan verbeteren, hebben binnenlandse MCU-fabrikanten een uitgelezen kans om van deze trend te profiteren en een snelle groei door te maken.

Microcontrollers (MCU's) kunnen, afhankelijk van hun doel, over het algemeen worden onderverdeeld in commerciële, industriële, automobiel- en militaire kwaliteit. Naast hun belangrijke rol in de automobielsector zijn 32-bits MCU's ook onmisbaar in de andere drie sectoren. Volgens gegevens van IC Insights bereikten de wereldwijde MCU-leveringen in 2020 36.065 miljard eenheden, en de eenheidsprijs van MCU's steeg van US$ 0.72 in 2015 naar US$ 0.78 in 2020. De automatiseringsbesturing die nodig is voor Industrie 4.0 heeft hierin een grote rol gespeeld. Industriële besturing/medische toepassingen waren in 2019 goed voor 25% van de MCU-markt, gebaseerd op verkoopstatistieken.

We hebben ook een aantal binnenlandse microcontrollers en producten van internationale fabrikanten geselecteerd voor vergelijking. Laten we deze keer eens kijken naar de introductie van het bedrijf zelf:

GigaDevice Innovations 32-bits universele MCU gebaseerd op de Arm™ Cortex™-M4-kern

Xinwang Micro Industriële Universele KungFu Core 32-bits MCU

Smart MicroPart is een 32-bits universele microcontroller gebaseerd op de Arm™ Cortex™-M3-kern.

Microchip universele 32-bits MCU

De gedeeltelijke productintroducties hebben het probleem al duidelijk gemaakt. Binnenlandse MCU-fabrikanten blijven achter. Er is al een ruime keuze aan producten die gebruikmaken van Arm Cortex-cores. De berichtgeving over Arm Cortex-M23 of Arm Cortex-M33 is alleen nog te vinden in het nieuws van GigaDevice en Nuvoton Technology.

Laten we eens een uitgebreide vergelijking maken tussen verschillende microcontrollers gebaseerd op de Arm™ Cortex™-M3-kern:

Op de officiële website van NXP wordt de LPC1812JBD144 genoemd als een van de krachtigste microcontrollers gebaseerd op de Arm® Cortex®-M3-kern. Hoewel er een kloof bestaat tussen de Chinese microcontrollers met de hoogste kloksnelheid, komen de producten van Lingdong Micro hier wel heel dichtbij.

Met de snelle ontwikkeling van het Internet of Things zijn stroomverbruik en chipgrootte tegenwoordig belangrijke criteria bij de selectie van microcontrollers (MCU's), die nauw samenhangen met het productieproces. Laten we het eerst over stroomverbruik hebben. De werkomstandigheden van MCU's variëren sterk voor verschillende toepassingen. Stroomverbruik, statusbehoud, opstarttijd en opstartbron zijn allemaal factoren die het stroomverbruik beïnvloeden. Ook de beschikbaarheid van randapparatuur heeft invloed op het stroomverbruik. Daarom lopen de meningen hierover uiteen. Er is echter één punt waar we het over eens moeten zijn. In het aanbod van ultra-energiezuinige MCU's van ST worden veel verschillende cores gebruikt. Arm™ Cortex™-M0, Arm™ Cortex™-M0+, Arm™ Cortex™-M3, Arm™ Cortex™-M0 en Arm™ Cortex™-M0+, dit is ongetwijfeld een groot verschil.

Laten we eens kijken naar de chipgrootte. Dit hangt nauw samen met de start van de binnenlandse microcontrollers. We zullen zien dat de chipgrootte vrijwel gelijk is aan die van producten van internationale fabrikanten. Dit is uiteraard een ontwikkelingsstrategie.

Laten we er nog een paar bekijken die gebaseerd zijn op de Arm Cortex M4-kern:

Wat de hoofdfrequentie betreft, hebben de producten van Huada Semiconductor inderdaad geconcurreerd met de binnenlandse markt voor microcontrollers.

In non-automotive-level fields, the computer field accounted for 23% (2019) of marketing revenue, and the consumer electronics field accounted for 11% (2019), which are actually similar to industrial control/medical. In the field of general-purpose MCUs, there will always be a few domestic MCUs that can compete with MCUs from international manufacturers on cores such as Arm? Cortex?-M0/M0/M3/M4/M23/M33, and have achieved certain results in some fields.

maar.

Momenteel zijn er tientallen MCU-fabrikanten in China, en hun producten zijn in de kern zeer homogeen. Hoewel elk bedrijf zich richt op verschillende technologische ontwikkelingsrichtingen, worden subtiele verschillen gemakkelijk over het hoofd gezien bij de aanschaf en selectie van onderdelen. Aan de andere kant is bij de producten van internationale fabrikanten een compleet aanbod essentieel, inclusief de kern, producten en toepassingsgebieden. Zo zijn al hun producten gebaseerd op de Arm® Cortex®-M4-kern, maar de NXP LPC54000-serie is verkrijgbaar met een optionele Cortex®-M0+-coprocessor, wat de toepassingsmogelijkheden van het product ongetwijfeld verrijkt.

Zoals hierboven al herhaaldelijk is aangegeven, is de markt voor krachtige microcontrollers (MCU's) in eigen land nog niet echt van de grond gekomen en is deze volledig in handen van internationale fabrikanten.

Na het bekijken van het product, is de volgende stap de software en de ecologie.

Op softwaregebied zul je na een korte blik op de websites van Huada Semiconductor en NXP ontdekken dat de ontwikkeltools die NXP noemt, ook op de website van Huada Semiconductor te vinden zijn. Als je dan toch wilt zeggen wat er ontbreekt, is het waarschijnlijk dat Huada Semiconductor geen duidelijke introductie van het ontwikkelbord op de website geeft en dat het aanbod aan ontwikkelborden minder uitgebreid is dan dat van NXP.

De ecologie is verdeeld in twee niveaus. Het eerste niveau betreft de volledigheid van de koppeling tussen ontwerp en productietesten. Hoewel het productieproces mogelijk achterloopt, vormen binnenlandse microcontrollers (MCU's) via deze schakel een verbinding. Het andere niveau van ecologie is extern. Het aantal partners, de rijkdom aan netwerkbronnen, de reputatie in de sector en de verkeersondersteuning zijn duidelijke tekortkomingen van binnenlandse MCU's.

Samenvattend omvatten de punten waarop binnenlandse microcontrollers (MCU's) zich momenteel moeten richten en die ze moeten verbeteren, hoofdzakelijk de volgende aspecten. Ten eerste de opbouw van een langdurige reputatie op het gebied van productstabiliteit; ten tweede voortdurend onderzoek naar hoogwaardige producten; ten derde de continue verbetering van de ecologische infrastructuur. Gezien de wetten van de halfgeleiderontwikkeling is er een vierde optimalisatiepunt voor binnenlandse MCU's, namelijk integratie, het bundelen van resources, het aanvullen van tekortkomingen en het inzetten van beperkte resources waar ze het meest nodig zijn.

8-bit is een goede zakelijke kans, RISC-V is een doorbraakpunt.

De voortdurende ontwikkeling van het Internet der Dingen heeft de toepassingsmogelijkheden van microcontrollers (MCU's) verrijkt, niet alleen voor de huidige gangbare 32-bits MCU's, maar ook voor 8-bits MCU's. Vooral op het gebied van consumentenelektronica hebben 8-bits MCU's nog steeds een dominante positie.

Volgens gegevens van CISA vertegenwoordigden 8-bits MCU-chips en 32-bits MCU-chips respectievelijk 40% en 45% van de Chinese markt in 2019. Misschien kan het idee van Microchip iedereen de richting wijzen van innovatie op het gebied van 8-bits MCU's. Het bedrijf is ervan overtuigd dat de innovatiemogelijkheden van 8-bits MCU's enorm zijn. De nieuwe generatie 8-bits MCU's ontwikkelt zich steeds meer in de richting van intelligente simulatie en innovatieve randapparatuur. Een andere markt die de aandacht verdient, is verlichting.

Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie en de vooruitgang in productietechnologie is het te verwachten dat het marktaandeel van 32-bits microcontrollers zal groeien en het marktaandeel van andere microcontrollerproducten zal verdringen. 8-bits microcontrollers zullen echter, dankzij hun lage kosten en lage energieverbruik, nog lange tijd een stabiele bron van inkomsten blijven.

Wat betreft binnenlandse 8-bits microcontrollers (MCU's) is China Micro Semiconductor al meer dan 10 jaar een gevestigde naam. Zoals te zien is in de onderstaande afbeelding, beschikt China Micro Semiconductor momenteel over een breed scala aan 8-bits MCU-producten.

Nuvoton Technology is al jarenlang nauw betrokken bij de ontwikkeling van 8051-microcontrollers en de producten ervan kunnen worden toegepast in diverse industriële en consumentenproducten. Daarnaast zijn er tal van fabrikanten zoals Chipsea Technology, Shengsi Microelectronics, Xinwang Microelectronics en Neusoft Carrier Microelectronics die allemaal 8-bits MCU-producten leveren, waardoor er een ruime keuze is voor binnenlandse alternatieven.

maar.

De binnenlandse 8-bits en 32-bits microcontrollers worden bekritiseerd vanwege hun grote homogeniteit. In de steeds competitievere markt voor terminals van vandaag is gedifferentieerde concurrentie, ofwel het succes van een 'vijfvingerige' markt, gunstiger voor de ontwikkeling van de hele industrie en kan de waarde van deze stabiele markt beter worden benut.

Samenvattend hebben binnenlandse microcontrollers op het gebied van traditionele microcontrollers (MCU's) bepaalde resultaten behaald en kunnen ze in sommige sectoren producten van andere fabrikanten vervangen. Er blijft echter een achterstand bestaan ​​en ze zullen in dit opzicht nog lange tijd een ondergeschikte rol blijven spelen. Maar als het gaat om de ontwikkeling van MCU's gebaseerd op RISC-V-cores, hebben binnenlandse fabrikanten een grotere voorsprong.

Hoewel de RISC-V-instructieset niet de eerste open-source instructieset is, is deze wel geschikt voor hedendaagse computerapparaten en daarom van groot belang. Ni Guangnan, academicus van de Chinese Academie voor Ingenieurswetenschappen, zei ooit over RISC-V: "RISC-V is gebaseerd op de flexibele BSD-licentie. Het kan vrij gebruikt worden om CPU's te ontwerpen, eigen uitgebreide instructiesets te ontwikkelen en toe te voegen, en te kiezen of het publiekelijk beschikbaar gesteld, commercieel verkocht of vervangen wordt door andere licentieovereenkomsten, of volledig gesloten broncode gebruikt wordt."

Momenteel lopen binnenlandse fabrikanten voorop bij de ontwikkeling van microcontrollers gebaseerd op RISC-V-cores. Op 22 augustus 2019 lanceerde GigaDevice officieel 's werelds eerste 32-bits universele microcontrollers uit de GD32V-serie, gebaseerd op de RISC-V-core. Het bedrijf biedt volledige toolchain-ondersteuning, van chips tot programmacodebibliotheken, ontwikkelkits en ontwerpoplossingen, en bouwt zo verder aan een RISC-V-ontwikkelingsecosysteem.

Hangshun heeft onlangs ook aangekondigd dat het binnenkort de eerste ARM+RISC-V multi-core heterogene AIoT MCU van China in massaproductie zal nemen. Hierbij is de grote Arm Cortex-M3-kern verantwoordelijk voor de belangrijkste berekeningen, terwijl de kleine Xinlai N203 RISC-V-kern zorgt voor eenvoudige communicatie en besturing. Dit is tevens een innovatie op productgebied.

China beschikt over een actiever en uitgebreider ecosysteem voor RISC-V-ontwikkelaars, wat kan helpen de zwakke punten van binnenlandse microcontrollers en andere binnenlandse chips op het gebied van kern-IP en instructiesetarchitectuur op te lossen, zodat China op dit nieuwe gebied een voorsprong kan nemen.

schrijf aan het einde

Zorg voor een goed podium en geef een goede show.

Volgens statistieken van IHS bedroeg de gemiddelde jaarlijkse samengestelde groeirate (CAGR) van de Chinese MCU-markt de afgelopen vijf jaar 7.2%, wat vier keer zo hoog is als de groeirate van de wereldwijde MCU-markt in dezelfde periode. In de context van de epidemie en het handelsconflict tussen China en de VS is binnenlandse substitutie niet langer een slogan, maar een feit dat zich voortdurend voordoet. Gebruikers kunnen MCU's naar behoefte selecteren en er zijn kansen als de prestaties geschikt zijn.

Ongetwijfeld heeft de binnenlandse microcontrollermarkt een goede groeiomgeving, maar in deze gunstige periode is het van belang dat de ontwikkeling van de binnenlandse microcontrollermarkt helder en op de lange termijn wordt gepland. In uitzonderlijke tijden kan iedereen snel geld verdienen, maar wanneer zo'n gunstige periode voorbij is, is het ondenkbaar dat binnenlandse microcontrollers wereldwijd verspreid zullen zijn. Interne wrijving en achteruitgang zijn geen goede ontwikkeling voor de industrie.

Een goed toneelstuk vereist een goed podium, en nog belangrijker, mensen die het stuk goed kunnen zingen.

- EINDE -

Disclaimer: Dit artikel is overgenomen van "eefocus". Dit artikel geeft uitsluitend de persoonlijke mening van de auteur weer en vertegenwoordigt niet de standpunten van Sacco Micro en de sector. Het is alleen bedoeld voor herpublicatie en verspreiding en ondersteunt de bescherming van intellectuele eigendomsrechten. Vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur. Neem bij inbreuk contact met ons op zodat we het artikel kunnen verwijderen.