32位MCU将成为物联网应用主流

●在物联网的感知层、网络层和应用层的不同应用，对MCU提出了不同要求。
●物联网要求节点更加智能化，可进行海量信息处理，8位MCU速度慢不能满足要求。

物联网分几个网络层级，MCU在各层都有应用。
由于物联网的感知层主要是进行信号采集，对MCU的一个需求是在片上集成A/D、D/A转换器，以方便进行信号处理和传输。目前市场上主流的MCU厂商产品都提供具有这一功能的MCU。并且，由于物联网要求模块体积小，在物联网感知层的各个传感器节点上，一般一个传感器对应一个MCU。这也是因为目前的MCU成本不太高，8位MCU的成本在1美元以下，而一般的物联网应用8位MCU即可满足要求。
物联网对MCU的另一个需求是要求MCU具有低功耗，因为物联网模块经常没有外部供电，需要电池供电。
此外，由于物联网工作环境大多较差，需要MCU的抗干扰性强。
在物联网的网络层，MCU主要实现无线网络的接入。目前比较成熟的主要是ZigBee、WiFi无线网络技术，其中Zigbee由于其超低功耗和灵活的组网方式，成为组建无线网络的首选。对MCU和无线射频模块，一般可采取两种方案。
第一种方式是MCU与无线射频收发器集成为一颗单芯片，且片上集成Zigbee协议栈。例如德州仪器的Zigbee网络处理器CC2430，该芯片内置8051内核，片内集成射频收发器，具备ADC、电池监测、定时器等常用MCU外设，待机模式下电流仅有0.6μA，并有优良的接收灵敏度和抗干扰能力。飞思卡尔也有类似的单芯片MC1321X系列，内部集成8位的HCS08内核，在CPU时钟2MHz时运行电流仅有0.8mA。采用单芯片的优点是集成度高，可以使产品更加小巧，而且软件开发工作量小。然而单芯片方案的内置处理器资源少，不利用开发复杂的应用程序。
第二种方案是MCU与无线射频芯片进行分立设计，通过标准接口进行通信。有很多厂商提供分立的ZigBee收发器，例如德州仪器的CC2420、CC2480等，飞思卡尔的MC13202，Microchip的MRF24J40MA。采用MCU+分立射频收发器的方案，可以使设计更加灵活，MCU可以采用32位处理器、DSP等高性能处理器。而且开发者可以使用自己熟悉的平台进行开发。
在物联网的应用层，要求处理器具有一定的计算能力和控制能力。对运算能力要求不高的场合，可直接用MCU本地处理；对运算能力要求高、运算量大、需进行复杂控制的场所，一般都是采用计算机进行处理。
今后物联网要求节点更加智能化，可进行海量信息处理，因此对MCU性能提出更高要求，8位MCU由于速度慢不能满足要求，32位MCU将成为主流。此外，ZigBee技术将成为无线网络应用较多的技术之一。目前，聚光科技主要提供气体报警器、智能抄表、水质监测等应用解决方案。气体报警器主要应用于小区与工厂，一般在一个工厂大概会有400～500个点，以前大都采用有线的方式串联起来，导致成本比较高，布线也比较麻烦。它的趋势是通过无线网络来代替有线方案。ZigBee技术目前应用比较成熟，收发距离达1公里以上，在很大的厂区也可应用。在水质监测应用方面，由于水面一般很宽，监测站会采用无线方式，以将系统监测到的水质数据送到控制中心。
目前聚光科技主要采用飞思卡尔的MCU产品，原因在于我们的产品常常用在工业环境下，产品工作环境恶劣，要求MCU性能稳定，具有低功耗和抗干扰等特性。而飞思卡尔MCU在工业和汽车上应用非常广泛，性能稳定可靠，可满足以上应用要求。
(李映)