MCU融合无线技术加速物联网产品开发设计

来源:电子发烧友网发布时间:2023-06-301019浏览

电子发烧友网报道（文/李宁远）在现在万物互联的时代里，连接是极其重要的一部分。万物互联中的每个环节都需要有着足够可靠的连接。这个连接还不仅仅需要可靠，还需要灵活，同时还要能满足一系列无线协议与范围要求。

无线MCU，通过高度集成的方案将射频无线电与软件定义的数字控制相结合，解决了此类连接问题。无线MCU可以集成或提供相关的通信协议栈，简化了物联网无线产品的开发设计。

从MCU到无线MCU

MCU是我们熟悉的一种集成电路芯片，有着广阔的应用。它是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、计数器、USB、A/D转换、UART等等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在不同的应用场合可以提供不同的控制功能。
近年来全球MCU出货数量和市场规模保持稳定增长，MCU厂商纷纷布局各种应用的MCU产品线。
随着物联网技术的快速发展，无线联网的节点数量正在以惊人的速度增长，每个节点都有着可靠连接的需求，这个可靠不仅仅要求连接稳定且快速，还需要足够灵活满足一系列无线协议与范围要求。
以往一个不带MCU的无线模块仅仅是无线前端模块，不能单独拿出来使用，需要用户编写程序来驱动此模块。在物联网设备上量迅速的现今，这种离散地使用MCU和无线模块的办法费时费力，还要求一定的开发经验。
而无线MCU将无线模块中的控制程序写好并烧录进MCU中了，无线MCU可以直接进行通讯收发，不用借助其他工具来完成，简化了物联网无线产品的开发设计。无线MCU为无线连接带来比以往更多的机会，并越来越多地用于各种应用和技术中。

无线MCU中的MCU与无线技术

无线MCU和通用MCU一样，8位、16位和32位的内核均有使用。在通讯协议越来越多和功能越来越复杂的趋势下，32位无线MCU无疑占据了绝大部分市场并统治了高端复杂应用。如果只是简单的无线收发，8位无线MCU也可以实现，低功耗和低成本让8位无线MCU占据了一定的市场地位。
介于二者中间的16位就有些尴尬了，在32位无线MCU成本的下探加上8位无线MUC简单耐用的发展趋势下，16位无线MCU目前仅仅只有少数厂商做了相应的产品规划。
从无线频率来看，2.4GHz和Sub-1GHz是无线MCU使用的两个主要频段，极少部分用的是Sub-1GHz2.4GHz。我们熟悉的蓝牙、Zigbee等无线技术都工作在2.4GHz频段上。Sub-1GHz2.4GHz全频段的产品目前还比较少。
无线MCU自然少不了其中无线技术，Bluetooth、Zigbee、Thread、Matter、Sub-1GHz、Wi-SUN、Amazon Sidewalk等等从点到点和网状网络到广域网的多种通用标准或专用协议都有相应的无线方案。非通用标准协议的专用无线技术在无线MCU里占比很高，比如TI SimpleLink系列无线MCU中基于低功耗蓝牙编制的专有无线协议。通用标准协议里蓝牙技术的应用是占比最高的，蓝牙低功耗的所有优点现在都可以集成到无线MCU中，有效地为互联应用提供简单的单芯片方案。
除了协议能力，在物联网这个场景中，很多设备都对功耗和成本十分敏感。所以功耗、成本一直都是无线MCU内卷最严重的性能，各厂商的无线MCU也都在通信能力，集成度上不断做出差异化。