世界知名半導體公司MCU和MPU定位、性能及特點

在前不久,恩智浦推出了Cortex-M7 + M4內核的MCU(i.MX RT1170),主頻高達1GHz,打破MCU低頻的傳統。

今天,我們來了解一下世界上幾個知名MCU廠商各家的MCU產品。

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概·念

MCU

Microcontroller Unit,微控制器,或者單片機;

MPU

Microprocessor Unit,微處理器;

DSC

Digital signal controller,數字信號控制器;

一、ST意法半導體

1987年,由意大利的SGS微電子公司和法國Thomson半導體公司合併而成意法半導體(ST)集團。

1998年,SGS-THOMSON Microelectronics將公司名稱改為意法半導體有限公司。

ST的STM32在國內算是比較有名的MCU,只要使用MCU做開發的人應該都知道STM32。

ST的MCU網址:

https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors.html

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ST的MCU可以分為8位的STM8、32位的STM32和SPC5。

1.STM8

STM8主要針對C51市場,為低性能8位MCU。主要分為三類:

STM8S:主流MCU

STM8L:超低功耗MCU

STM8AF、STM8AL:汽車級MCU

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2.STM32 MCU

STM32 MCU包含4類:

高性能MCU:STM32F2、F4、F7、H7

主流MCU:STM32F0、F1、F3、G0、G4

低功耗MCU:STM32L0、L1、L4、L5

無線MCU:STM32WB

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3.STM32 MPU

支持OpenSTLinux的STM32,目前只有一個MP1系列。

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4.SPC5

SPC5為32位汽車級MCU,包含兩個系列:

SPC5 G:通用MCU;

SPC5 P:高性能MCU;

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二、NXP恩智浦

恩智浦半導體(NXP)創立於2006年,先前由飛利浦於50多年前所創立。總部位於荷蘭。

插曲

2015年,恩智浦收購飛思卡爾,從此你會發現飛思卡爾的產品都歸為恩智浦,就連網站也被映射到恩智浦網站了。

網站

www.nxp.com

www.freescale.com

恩智浦在8位、16位和32位平臺上擁有廣泛的MCU產品組合,具有領先的低功耗、模擬、控制和通信IP功能。

處理器和微控制器網址

https://www.nxp.com.cn/products/processors-and-microcontrollers:MICROCONTROLLERS-AND-PROCESSORS

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NXP的處理器可以分為5類:

Arm處理器

Arm微控制器

Power Architecture

其他處理器和MCU

傳統MCU/MPU

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這5類進一步細化,會劃分很多內容,下面我抽幾個典型的來講講。

1.Arm處理器

基於ARM的產品組合提供了極高的集成度、廣泛的軟件和硬件支持以及全面的性能。Arm處理器分為2類:

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2.通用微控制器

恩智浦的Arm微控制器比較多,官方將其劃分為4類:

微控制器

汽車微控制器

無線連接微控制器

較早型號的微控制器

這裡重點講講大家熟知的通用微控制器。

恩智浦將Kinetis的優點和LPC技術結合在一起,通用MCU基於Cortex®-M內核,主要包含4類:LPC800系列:超值型、入門級、8位替代產品;K32 L系列:超低功耗、針對低功耗應用進行了優化;LPC5500系列:主流效率、通過嵌入式內存平衡集成、性能和成本;i.MX RT跨界處理器:性能和集成、超高性能和內存可擴展性;

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3.i.MX應用處理器

i.MX應用處理器基於32和64位Arm®技術,多核解決方案,適用於多媒體和顯示應用,具有高性能和低功耗、可擴展、安全可靠等特點。

包含5個系列:

i.MX RT系列

i.MX 8系列

i.MX 7系列

i.MX 6系列

i.MX28系列

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i.MX RT系列跨界MCU

i.MX RT系列跨界MCU算是這裡的主角,前幾天的1GHz主頻的RT1170打破了MCU低速的傳統。

i.MX RT系列跨界MCU又分為多個系列:

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三、Microchip微芯

美國微芯科技公司,成立於1989年,於2016年收購了(大家熟知的)同行愛特梅爾(Atmel)。

網站:

www.atmel.com

www.microchip.com

同樣因為收購的原因,微芯的產品中包含有Atmel的產品,比如:AVR單片機。

微芯的微處理器主要分為4類:

8位 MCU

16位MCU和DSC

32位MCU

32位MPU

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我之前用過幾款微芯的MCU,給我的感覺:穩定性好,但開發環境難用,價格偏高。

1.8位微控制器

微芯的8位微控制器主要包含兩大家族:PIC和AVR。

特點:

MCU開發的最簡單切入點

專為實時控制應用而設計

完全兼容的設備系列成員

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2.16位MCU和DSC

PIC24單片機非常適合那些性能或存儲能力超過8位MCU的應用。

分兩類:PIC24 MCUs and dsPIC® DSCs。包含:PIC24、dsPIC30、dsPIC33等。

特點:

MCU具有DSP性能的簡單性

精確的電機控制和無傳感器的磁場定向控制

具有功率因數校正功能的高效數字電源轉換

針對關鍵安全應用的強大功能安全性

3.32位MCU

微芯32位的微控制器具有更高的性能。

特點:

低功耗,高性能MCU,可運行多線程應用程序

適用於HMI應用程序的基於硬件的觸摸和圖形功能

安全功能包括安全啟動,安全固件升級,硬件隔離,密鑰保護等

高度集成的連接性:CAN-FD / CAN,高速USB,以太網

廣泛的產品組合提供可擴展性,可以輕鬆滿足不斷變化的市場需求

有三個不同性能,多種系列:

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4.32位MPU

微芯32位的微處理器的定位同樣“高端”MCU,可運行Linux應用程序。

特點:

可訪問的MPU開發,無論具有SoM,SiP和IC選項的經驗如何

可擴展的安全解決方案,從基本的安全通信和存儲到安全區域的實施

適用於HMI應用程序的基於硬件的觸摸和圖形功能

支持裸機,RTOS和Linux,並帶有外圍驅動程序支持

新推出的MPU:SAM9X60

600MHz ARM926EJ-S內核,200MHz系統/內存總線

分辨率高達1024x768的24位LCD控制器

2D圖形引擎,攝像頭接口

內置D類放大器

13個FLEXCOM(USART,SPI和I²C)

四、TI德州儀器

德州儀器(Texas Instruments),簡稱TI,是全球領先的半導體公司,為現實世界的信號處理提供創新的數字信號處理(DSP)及模擬器件技術。

說到TI,相信大家都不陌生,曾經風靡全球的MSP430至今熱度都還高於很多產品。

網站:www.ti.com

TI主要有16 位和 32 位微控制器,網址:

http://www.ti.com.cn/zh-cn/microcontrollers/overview.html

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1.基於 Arm® 的 SimpleLink™ 無線 MCU 和有線 MCU

開發無線產品的人應該都聽說過TI的這些產品,提供有配套的工具。

分為三類:

SimpleLink 無線 MCU

SimpleLink 有線 MCU

SimpleLink 無線網絡處理器

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2.超低功耗 MSP430™ MCU

這個產品算是經典了,至少在我這個年齡段(90年左右的人)應該都知道。

分為三類:

超值系列 MCU

電容式感應 MCU

超聲波和高性能感應 MCU

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3.實時控制 C2000™ MCU

針對實時控制密集型應用(包括電動汽車、工業驅動器和數字電源)進行了優化。

分為兩類:

入門級高性能 Piccolo™ MCU

高端高性能 Delfino™ MCU

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五、Renesas瑞薩電子

Renesas(瑞薩電子)於2003年4月1日,由日本的日立製作所半導體部門和三菱電機半導體部門合併成立。總公司:日本東京都。

瑞薩電子的MCU可分8位、16位、32位及64位MCU

網址:

https://www2.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors.html

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1.RL78系列8/16位超低功耗MCU

最大工作頻率:

20-32MHz

應用範圍:

一般用途

傳感器

電機控制

液晶顯示器

低功耗藍牙®

Sub-GHz無線通訊

安全

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2.RX系列32位高功率效率MCU

最大工作頻率:32-240MHz

應用範圍:

一般用途

電機控制

安全

電容式觸控

電池供電

LCD控制

工業網絡

雲連接

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3.採用 Arm® Cortex®-M 內核的 RA 系列 32 位 MCU

最大工作頻率:48-200MHz

應用範圍:

電機控制

LCD控制

網絡

電容式觸控

安全

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4.RZ 系列基於 64 位和 32 位 Arm 的高端 MPU

最大工作頻率:125MHz至1.5GHz

應用範圍:

人機界面

高清顯卡

人工智能推理

機器視覺

工業網絡

實時控制

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