面對快速變化的市場需求，嵌入式系統(tǒng)廠商對半導體產(chǎn)品方案也提出越來越多不同于以往的產(chǎn)品功能和特性需求。“客戶的要求越來越高，例如功耗越來越低，封裝尺寸越來越小，多個串口，部分應用要求把高壓驅(qū)動、安全功能、無線模塊等功能加入進去。”黃耀君指出。在演講中，他總結了近年來客戶對控制器的需求變化的幾大趨勢：

●要求免費的的操作系統(tǒng)支持，例如Linux、uCOSII、FreeRTOS、MQX等

●免費的高質(zhì)量中間件支持，以及免費提供各種程序及算法庫資源

●控制器所集成的RAM與FLASH的比例要求已經(jīng)從1/32、1/16逐漸上升到1/8、1/6，甚至1/4

●允許通過串口和USB接口實現(xiàn)程序加載，支持固件在線升級

●更強的EMC兼容性——IEC61000-4-4和IEC61000-4-2分別要求最低4.8KV EFT和8KV ESD，一些應用要求10KV、12KV

●可靈活擴展的通用控制器，滿足各種存儲器大小要求以及管腳兼容，以便隨系統(tǒng)要求的提高輕松升級

●為滿足大批量應用提供專用MCU，這些MCU需要盡量多實現(xiàn)功能集成（例如智能電表應用、物聯(lián)網(wǎng)應用等）

●無線MCU——以SoC或SiP形式，支持各種無線通信方式，如Sub-GHz、ZigBee、藍牙等

●具備更強的DSP功能以及更多的外設功能，例如集成DSP協(xié)處理器、多內(nèi)核功能

●集成人機界面（HMI）及多媒體功能

事實上，設備商在不斷追求更強大的功能和極致性能的過程中，嵌入式系統(tǒng)設計對控制器平臺提出了越來越苛刻的要求，幾乎所有的嵌入式微控制器產(chǎn)品都在試圖滿足這些需求趨勢，當然每款控制器產(chǎn)品的側(cè)重點會有不同。在演講中，黃耀君重點分享了飛思卡爾的Kinetis通用MCU系列以及專用MCU系列的在滿足這些市場需求方面的主要技術特性：

Kinetis L系列微控制器不僅汲取了新型ARM Cortex-M0+處理器的卓越能效和易用性，而且體現(xiàn)了Kinetis 32位微控制器產(chǎn)品優(yōu)越的性能、多元化的外設、廣泛的支持和可擴展性。同時將出色的動態(tài)和停止電流與卓越的工藝處理性能、選擇廣泛的片內(nèi)閃存密度與豐富的模擬、連接和HMI外設選項相互結合，從8位和16位MCU的限制中釋放了關鍵的功耗設計能力。Kinetis L系列MCU還能夠和基于ARM Cortex-M4 Kinetis K系列的硬件和軟件相互兼容，為提供性能、存儲和特性集成擴展遷移路徑。

Kinetis K 系列MCU組合更強調(diào)高性能和可兼容性，有超過200個基于ARM Cortex-M結構的低功耗產(chǎn)品。它的設計具有可擴展性能，集成連接性、通信、人機互交（HMI）和安全等等特性。這個系列的產(chǎn)品的特性是高集成，它包含多種快速16位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器和可編程增益放大器，以及強大、經(jīng)濟有效的信號轉(zhuǎn)換器。還支持飛思卡爾塔式開發(fā)工具平臺和免費提供的MQX實時操作系統(tǒng)。

飛思卡爾Kinetis系列通用微控制器為各種嵌入式應用提供了豐富的選擇

Kinetis X系列是業(yè)界基于ARM Cortex-M4內(nèi)核構建、速度最快的微控制器。該器件系列具有先進的連接特性和HMI外設，內(nèi)含軟件可以支持帶有強大圖形用戶界面的網(wǎng)絡系統(tǒng)。Kinetis X系列MCU配置了一系列的軟件和工具，其中包括飛思卡爾的塔式系統(tǒng)開發(fā)平臺、附贈的MQX RTOS和基于Processor Expert的CodeWarrior IDE自動代碼生成器和來自IAR Systems、KEIL、Green Hills和其他合作伙伴的廣泛支。

Kinetis W系列專用微控制器主要針對物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等應用。增加了無線連接性支持，擴展了Kinetis K系列基于ARM Cortex -M4的成功之處，將業(yè)界領先的 sub-1 GHz和2.4 GHz 射頻收發(fā)器與Cortex-M4內(nèi)核成功集成，并針對無線應用進行了優(yōu)化，提供了一個強大、可靠、安全的和低功耗的嵌入式無線解決方案。提供了一個可測量移動路徑的更高性能的儲存器和特征集合。

Kinetis M系列專門支持廣泛的經(jīng)濟高效的單相或兩相電表設計而設計，基于32位ARM Cortex-M0+內(nèi)核微控制器。所有Kinetis M系列微控制器都包含一個模擬前端，使CPU的電源計算可以達到0.1%的精確度。為適應多個地區(qū)，模擬前端是可配置的，它包含4個24位Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器、兩個低噪聲可編程增益放大器，支持2000至1的動態(tài)范圍、一個帶有較低漂移溫度范圍和相移補償?shù)木茈妷簠⒖家院喕_的功率計算。

Vybrid系列提供基于ARM Cortex A5+Cortex M4多核或ARM Cortex A5單核的產(chǎn)品選擇，涵蓋產(chǎn)品讓客戶由Kinetis MCU入門級產(chǎn)品升級到帶有片上SRAM的MPU，以及適用于工業(yè)市場高度集成、異構雙核的MPU產(chǎn)品。每一種Vybrid系列器件都含有成套參考設計、應用筆記、板級支持包（BSP）和中間件。Vybrid平臺支持客戶構建既可以單獨或同時運行如Linux或MQX等高級操作程序的系統(tǒng)。這樣，結合豐富域與實時域之間的通信API，以及便于調(diào)試這類系統(tǒng)的工具鏈，可以顯著縮短客戶實現(xiàn)收入的時間。

應用案例分析——Kinetis K53在心電監(jiān)測儀上的應用

作為全球最主要的微控制器供應商之一，飛思卡爾的微控制器產(chǎn)品研發(fā)上具有豐富IP和應用開發(fā)經(jīng)驗，特別是在各種算法資源、OS（免費提供強大的MQX RTOS）以及強大的技術支持團隊上。“飛思卡爾200多款Kinetis系列微控制器廣泛應用在消費電子、工業(yè)控制、醫(yī)療保健和網(wǎng)絡通信等領域，這些產(chǎn)品針對主要的應用在外設集成、功能和性能優(yōu)化上均有業(yè)界領先的優(yōu)勢。”黃耀君指出。在研討會上，黃耀君還重點分享了幾個典型的應用案例，下面介紹其中基于Kinetis K53的心電圖儀應用。

如圖所示，通過飛思卡爾Kinetis K53處理器，患者不需要去醫(yī)院里面去做心電圖，只需要用蘋果的iPhone智能手機或iPad平板電腦，通過飛思卡爾的控制板以及幾根電極，就可以輕松地實現(xiàn)心電圖的自我檢測應用，把心電圖形和心率在手機中清楚地顯示出來。

通過飛思卡爾的控制板以及幾根電極，就可以輕松地實現(xiàn)心電圖的自我檢測

該Demo針對的應用主要是實現(xiàn)心電監(jiān)測的家用便攜式醫(yī)療保健產(chǎn)品，便攜式產(chǎn)品的首要要求就是低功耗和便攜性，Kinetis K50系列針對便攜式醫(yī)療應用進行優(yōu)化設計的一些獨特的功能特性優(yōu)勢使其成為此類應用的理想之選。Kinetis K50系列基于Cortex-M4內(nèi)核，在實現(xiàn)了高性能和高集成度條件下，本身就具備了非常好的低功耗特性。所集成的DSP和浮點單元功能讓設計工程師可以實現(xiàn)輕松快速實現(xiàn)復雜算法，較短的時間內(nèi)實現(xiàn)心電圖監(jiān)測，使設備大部時間內(nèi)處于休眠模式從而節(jié)省功能。

Kinetis K50系列高集成度還使其在便攜式醫(yī)療應用上具備整體尺寸以及BOM成本上的優(yōu)勢。內(nèi)部集成了模擬測量引擎，包括嵌入運算放大器與跨阻抗放大器，以及高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供了所有心電監(jiān)測或類似家庭健康監(jiān)測應用所需的高分辨率和精確度。而K50內(nèi)置的運算放大器和跨阻抗放大器可以很方便設計師實現(xiàn)采集信號的調(diào)理，不僅設計上更簡單，而且有助于降低噪聲干擾。

K50系列器件內(nèi)含128～512KB的Flash，以及最多128KB的SRAM，并且結合飛思卡爾在K50系列中使用的創(chuàng)新FlexMemory技術，可以將這部分設置為EEPROM和/或Flash，并可以同時作為主程序的存儲器。這對于像心率監(jiān)測儀、血糖儀等便攜式醫(yī)療設備而言非常重要，因為必須持續(xù)進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的寫入。

Kinetis K50微控制器系列內(nèi)部集成了大量便攜式醫(yī)療應用所需的外設

本文總結：

“2013年，32位MCU的性能將進一步提高：內(nèi)核方面，Cortex-M0會向M0+升級，Cortex-M3會向M4升級；資源上向多核和多存儲方向演進，而高端的Cortex-A8/A9/A15會向A5X（ARM V8架構）升級。”黃耀君指出，“目前飛思卡爾已經(jīng)有相關的新品研發(fā)，相信很快就會有新產(chǎn)品推出。”越來越豐富的ARM生態(tài)系統(tǒng)正在為工程師帶來便利，我們期待飛思卡爾在新的一年有更給力的微控制器產(chǎn)品提供給工程師。