MCU+ MPU的跨界處理器究竟有啥令人驚喜的新功能？

2017 年 6 月，恩智浦宣布推出基于 ARM Cortex-M7 的高性能處理器 i.MX.RT，這顆處理器的亮點之一在于主頻達到 600MHz，超越了老牌競敵 ST 2016 年推出的同類產(chǎn)品 STM32 H7 的 400MHz，為目前業(yè)內(nèi)基于該構(gòu)架的最高頻率。并且宣布，3 個月后即可大規(guī)模供貨，而 STM32 H7，據(jù)悉，截至目前依然不具備該能力。

亮點二，作為注重性能與效率的 i.MX 家族中重要的一員，i.MX.RT 提出了 MCU+MPU 的跨界處理器概念，號稱填補了以往處理器高性能和易用性之間的空白。在開始介紹 MCU+MPU 跨界之前，我們先來看看收購飛思卡爾之后的恩智浦在 MCU 領(lǐng)域的表現(xiàn)。

雙強聯(lián)手，穩(wěn)居 MCU 首把交椅

如下圖示，2015 年收購飛思卡爾后，恩智浦在 MCU 領(lǐng)域就開始所向披靡，從 2015 年的全球排名第六，一躍升級至第一，年度增長率達到了 116%。

這種變化，一方面來自于飛思卡爾 2015 年已經(jīng)位居市場第二的積淀，另一方面也來自于雙劍合并后恩智浦完善的 MCU 產(chǎn)業(yè)鏈路和技術(shù)互補。如果你之前留意過恩智浦和飛思卡爾的產(chǎn)品鏈路的話，不難發(fā)現(xiàn)，這兩家的產(chǎn)品互補性很強，一個擅長連接，一個擅長處理和控制連接及其帶來的數(shù)據(jù)，專利數(shù)都約為 10,000 左右。

恩智浦有廣泛的 32 位 ARM MCU 產(chǎn)品組合，多達 400 多款 MCU 產(chǎn)品。飛思卡爾在 ARM MCU、ARM 應(yīng)用處理器、QorIQ 多核處理器、Power 處理器和 DSP 也都很出色，產(chǎn)品系列包括基于 Cortex-M0+/M4/M7 的 Kinetis、基于 Cortex-A8/A9 i.MX、基于 Power Architecture 和 Cortex-A7/A9/A53/57 的 QorIQ 處理平臺以及基于 Power Architecture PowerQUICC 處理器。合并之后，雖然兩家公司基于 ARM 系列的 MCU 業(yè)務(wù)有一部分重合，但是更多的是優(yōu)勢互補與資源整合。

強調(diào) MPU 概念是新市場需求的結(jié)果

MPU 應(yīng)用處理器對于飛思卡爾 i.MX 系列產(chǎn)品來說，并不是新的概念，基于 ARM Cortex-A7 的 i.MX6 系列打的就是 MPU 的旗號，只是之前沒有大規(guī)模重點性的宣傳。

從字面意思上來理解，MCU 強調(diào)控制，MPU 強調(diào)處理和應(yīng)用，典型的 MCU 通常集成了片內(nèi) flash 存儲器來存儲和執(zhí)行程序代碼，目前市場上絕大多數(shù) flash 型 MCU 最大空間為 2M 字節(jié)，MPU 則使用外部存儲器提供程序和數(shù)據(jù)空間。在消費需求急速變化，客戶產(chǎn)品面市時間分秒必爭的情況下（如前段時間大火的共享單車，面市時間晚可能連心儀的顏色都選不到），外設(shè)接口通道數(shù)需求超過了 MCU 的提供范圍怎么辦？MCU 受限的片內(nèi)存儲器空間達不到規(guī)格書規(guī)定的用戶接口容量，無法滿足需求怎么辦？而且，無論是針對消費電子還是工業(yè)自動化為目標的應(yīng)用設(shè)計，用戶界面(UI)都需要認真考慮。作為消費者，我們已經(jīng)熟悉并樂于使用多色彩并且直觀的用戶圖形界面。用戶界面設(shè)計有許多考慮要素，第一，處理運算額外的需求，如 UI 庫 Qt 需要額外的 80-100 DMIPS 開銷。

第二，UI 的復(fù)雜度，越是豐富多彩，富于變化的多媒體圖像顯示，就需要越快的處理能力和越多的內(nèi)存。

在這些情況下，MPU 就比 MCU 更具優(yōu)勢。MPU 外接的存儲器不受片內(nèi) flash 空間的限制，另一方面，MPU 通常會集成一個嵌入式 TFT LCD 控制器，配合外界存儲，天然是彩色圖形用戶界面的首選，這也是更加復(fù)雜先進的圖形用戶界面，特別是屏幕超過了 4.3 英寸，會明確規(guī)定使用 MPU。MCU 則通常用在分段點狀矩陣 LCD 屏和其他帶有串行接口的顯示屏應(yīng)用中。

但是，從上圖可以看到 i.MX.RT 處于恩智浦 i.MX 系列產(chǎn)品的中間位置，同時具備 MCU 的高性能處理和 MPU 靈活應(yīng)用兩大特性，但也可以說是靈活性未滿、高效能仍有空間。具體如何選擇，還是要看客戶應(yīng)用場景的需求。

為何要強調(diào) i.MX.RT 是 MCU+MPU 跨界處理器？

恩智浦對 i.MX.RT 的這番包裝，一方面就是如上面分析，是為了滿足日益增長的可穿戴、移動互聯(lián)等領(lǐng)域的市場需求，這種領(lǐng)域，如共享單車、具備人機交互功能的智能家居等不僅強調(diào)低功耗高性能，還非常注重成本和產(chǎn)品面世時間，所以，在工程師熟悉的設(shè)計范疇中整合了兩種不同的設(shè)計需求本身是很聰明的做法。另一方面，恩智浦與 ST 在基于 ARM 構(gòu)架 MCU 領(lǐng)域（主要是之前的飛思卡爾）相愛相殺很多年，2016 年，ST 已經(jīng)率先宣布，推出基于 Cortex-M7 的高性能 MCU STM32 H7。ST 完整的產(chǎn)品鏈路以及市場部署，勢必會迫使同樣看好該類市場應(yīng)用的后入者恩智浦做出銷售戰(zhàn)略以及宣傳戰(zhàn)略方面的調(diào)整。

今年 6 月，ST 亞太區(qū) MMS(微控制器、存儲器及安全微控制器)及物聯(lián)網(wǎng)副總裁 ArnaudJulienne 在北京舉辦的“意法半導(dǎo)體 STM32 十周年慶典媒體溝通會”上回顧了 STM32 的 10 年發(fā)展。他說，10 年時間，ST 從 2007 年在中國市場 MCU 份額只有 2.x%提升到 2016 年的 14%，名列中國通用 MCU 市場出貨量第二，恩智浦居第一位。而且在 2016 年底，ST 在中國的 MCU 出貨量占整個公司的 36%份額。這樣的成績與后勁，讓接著收購上位的恩智浦不得不側(cè)目吧。

綜上，MCU 和 MPU 其實都不是什么特別新鮮的概念，就算整合在一起，也不是革命性變化，只是在特定市場需求、特定宣傳策略下的產(chǎn)物。至于后市接受程度，除了 i.MX.RT 強悍的性能參數(shù)，還需要配合考慮產(chǎn)品成本、供貨周期、參考設(shè)計等諸多因素。

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