智慧型嵌入式系統將大量導入32位元MCU，展現靈活性及節能新功夫。32位元MCU可支援高速控制、先進演算法、豐富的周邊介面與無線通訊模組，將有助晶片商及系統業者開拓照明、能源管理、馬達控制及家電/工業設備自動化等新興智慧型嵌入式系統應用版圖。
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| 圖1 Maxim Integrated資深行銷經理Henrik Malmstrom表示，微型化工業設備須特別注重系統散熱機制與可靠度。 |
物聯網(IoT)及節能設計風潮興起，已連帶掀起一波嵌入式系統智慧化革命浪潮及應用商機，刺激晶片商加緊研發新的控制方案，全面進擊智慧照明(Smart Lighting)、智慧能源(Smart Energy)、馬達控制、車載資通訊(Telematics)、家電及工業設備自動化控制市場。
由於智慧型嵌入式系統要求精準控制、低功耗且須支援多元通訊方案，因而為高階32位元微控制器(MCU)的發展挹注強大動能，相關矽智財(IP)供應商及晶片廠也打鐵趁熱，相繼擴充32位元Cortex-M0/M0+、Cortex-M3及Cortex-M4產品陣容。
瞄準智慧型嵌入式系統 32位元MCU大軍來襲
新唐科技微控制器應用產品中心協理林任烈表示，搭載32位元核心的高效能MCU，已成為開發智慧型嵌入式系統的關鍵利器。以兼具高速、低功耗價值的32位元Cortex-M0 MCU為例，不僅能支援智慧照明系統的高速脈衝寬度調變(PWM)控制，也可實現低功耗的液晶顯示(LCD)，以及無線區域網路(Wi-Fi)、藍牙(Bluetooth)或2.4GHz通訊模組控制，協助系統廠開發家電用電顯示或操控面板等智慧能源管理產品。
至於馬達控制亦可透過性能更強的Cortex-M3/M4 32位元MCU，取代價格昂貴的數位訊號處理器(DSP)。據悉，由於馬達控制須具備一定程度的數位訊號處理能力，因此許多系統廠過去傾向直接導入DSP；然而，隨著節能設計風潮吹入各種消費性電子裝置，設備商須將成本納入優先考量，可望陸續轉搭一樣具數位處理和浮點運算(Floating Point)功能，但價格較親民的Cortex-M3/M4 MCU。
盛群半導體總經理高國棟表示，因應市場需求轉變，盛群除投入大量資源開發高整合32位元MCU，同時也推出內嵌快閃(Flash)記憶體的特定應用標準產品(ASSP)MCU，以優化各類馬達控制設計。
看好32位元MCU後勢發展潛力，林任烈強調，新唐已分別構築Cortex-M0、Cortex-M4兩大32位元MCU產品線，可望快步趕上意法半導體(ST)、恩智浦(NXP)和芯科實驗室(Silicon Labs)等先行國際大廠的腳步；同時該公司也將針對特定嵌入式系統研發專用型32位元MCU，以及完整的晶片韌體、開發工具和參考設計板，協助客戶縮減智慧化嵌入式系統開發時程與成本。
除MCU廠商外，類比混合訊號晶片商也正積極布局高整合、高可靠度的工控自動化解決方案，加速將這股智慧化嵌入式系統設計熱潮引入工業市場。
系統設計大整骨 工控自動化加速成形
工業控制設備的特點是高可靠度及長效的正常運行時間，因而對系統元件的抗雜訊能力、控制精準度及功耗要求也相對嚴格。未來，隨著工業設備控制自動化的發展愈來愈受業界重視，工控設備及相關晶片開發商將更加積極改良各種感測器、從屬子系統至主要製造執行系統(MES)的連結方案。
Maxim Integrated資深行銷經理Henrik Malmstrom(圖1)表示，近期，許多工業設備業者已開始朝智慧化的點對點IO-Link連接介面發展，藉以簡化系統複雜度與提升可重複性，替代傳統的二進位介面(Binary Interface)；此即吸引包括Maxim等類比混合訊號晶片商加緊補強IO-Link解決方案陣容，為市場帶來新的改變。
不僅如此，工控自動化也將牽動微型、高整合系統設計風潮，從而讓工廠達成更綿密的生產線管理。Malmstrom指出，系統廠對縮小工控設備體積的需求日益殷切，同時也要求更高性能，因此伴隨而來的就是對系統散熱的嚴峻挑戰。對此，Maxim已開發一系列新款工業電源穩壓器及轉換器，可協助業者大幅縮減50%的功耗，進而減輕散熱機制的負擔。
此外，各國擴大換裝智慧電表(Smart Meter)，並以電力線通訊(PLC)串連智慧電網，亦導致能源控制系統複雜度遽增，此將進一步驅動工業級設備連接介面，以及主系統控制器電源管理方案的需求；至於智慧電表則須搭載高整合的系統單晶片(SoC)才能支撐計量、控制、通訊和資料安全防護等所需功能。
在新一代32位元MCU、工業電源及連接介面的推波助瀾下，嵌入式系統已逐漸展現出智慧化控制及綠能設計的新風貌，將促進物聯網愈發茁壯。