##国产MCU的路在何方?

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架构创新的AVR单片机是第二代MCU蓬勃发展的缩影
20世纪的90年代初 , 挪威理工大学的两个研究生Alf-Egil Bogen和Vegard Wolla因不满于当时主流的冯·诺依曼架构在计算性能和数据处理速度方面的局限性 , 开拓性的基于哈佛结构发明了一套Flash存储器的RISC控制器架构 , 接下来的几年里 ,Alf和Vegard不断完善设计 , 成就了后来赫赫有名的AVR单片机 。
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【##国产MCU的路在何方?】Alf和Vegard共同定义的AVR架构珍贵手稿
Alf和Vegard坚信他们的创新设计极具竞争优势 , 应该找一个合适的合伙公司将它商业化 。此后 , 他们获得了去往总部位于美国加州硅谷的Atmel推广的机会 。当时的Atmel已经在存储器和基于c51架构的微处理器产品上崭露头角 。
此后 , Atmel做了一个彻底改变其公司命运的决定:设立挪威研发中心 , 全力支持Alf和Vegard的创新架构的商业化 。1997年首款以Alf和Vegard首字母命名的基于RISC指令架构的AVR单片机1890S1200成功上市并大获成功!
当时的1890S带有采用系统内编程方式的内置Flash存储器 , 板载EEPROM,在此基础上还提供了免费的开发工具AVR Studio , 提供低成本的硬件仿真器并免费赠送软件工具 。这个策略很快就被其快速增长的销量业绩证明是非常成功的 。
AVR面世10年后的2007年 , Atmel的AVR单片机年出货量已经高达3亿片 , 一举跃入8位MCU全球前五行列 , 并在2010年进入全球前三 , Atmel因此获得了巨大的商业成功 。
“让Atmel大获成功的因素除了其创新的系统架构、更高的集成度、Atmel自有的Flash工艺、单周期执行指令和高代码密度的低功耗与高性能的折中优化、稳定可靠的产品外 , 其易用的开发板、免费的软件工具、丰富的应用笔记文档、成熟的基础代码、24小时全球覆盖的线上技术支持、粉丝人气活跃的社区论坛、机制健全的线下技术培训机制、全面的销售渠道体系等也起着举足轻重的作用 。”时任Atmel亚太区AVR产品线负责人的熊海峰总结道 。
这些竞争力的融合逐渐成为主流欧美MCU品牌的标准配置 , 时至今日依然值得国产MCU厂商学习和效仿 。
ARM内核普及 , 生态为王
如果我们把Intel早期主导的的x51以及这个架构的前序架构称作为第一代MCU , 那么AVR的发展史基本上代表了基于各家自定义架构的第二代MCU的发展 , 除此之外还有Microchip的PIC系列、Motorola的MC68HC系列、TI的MSP430等优秀架构 。
近10年 , 随着应用测对于性能要求和处理能力的提升 , 32位MCU逐渐成为市场主流 。效仿在第二代8位MCU上的发展 , 各家主流MCU厂商纷纷推出基于各自架构的32位MCU , 但绝大部分都逐渐被同一种内核代替 , 也就是目前市场占有率最高的ARM处理器内核 。
ARM处理器在20世纪90年代依然发展平平 , 进入21世纪后由于手机的快速发展 , 出货量呈现爆炸式增长 , ARM处理器占领了全球手机市场 , 占有率高达90%以上 。ARM开放的商业模式 , 在手机市场中充分验证的架构成熟度在MCU市场逐渐代替各家自定义架构 , 形成了第三代MCU的产品形态 , 即基于ARM内核的32位MCU 。
这一趋势也引领着MCU厂商逐渐将主要精力从架构转向产品本身 , 其竞争力更多体现在对于产品定义的把握以及产品开发和迭代的速度 。产品定义来源于应用侧需求 , 如何更精准的把握和预测下游厂商的应用需求 。
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