打造物联网方程式 MCU整合模拟电路掀风潮

飞扬紫百合

微控制器(MCU)整合类比电路设计风潮扩散。国内外晶片商正纷纷扩展MCU整合类比数位转换器(ADC)、运算放大器(OPA)等类比前端(AFE)方案的特定应用标准产品(ASSP)MCU或系统单晶片(SoC)阵容，期优化多元感测器资料链接、转换和运算流程，加速实现从感测到资料转换、即时处理的物联网标准运作模式，同时减轻系统厂自行研发复杂类比电路的时间与成本压力。

    盛群半导体总经理高国栋表示，感测、MCU和射频(RF)技术系构成物联网设计的三大支柱；其中，MCU不仅扮演系统控制核心，亦掌管感测资料桥接、电源管理、RF讯号处理和安全防护等关键功能，重要性可见一斑。随着物联网装置扩大导入温湿度、动作和影像等多元感测器，MCU业者也纷纷加码布局更先进的感测资料桥接解决方案，带动一波MCU结合高精准、高解析度类比前端电路的SoC或ASSP设计热潮。

    事实上，感测器撷取外部环境或使用者动作资料后，还须经过一连串的传输和转换动作，方能变成MCU可处理的数位讯号；然而，感测资料转换牵涉复杂的类比电路设计，对系统厂而言，不仅技术进入门槛高，也将耗费大量研发、测试验证和系统调校的资源。也因此，瑞萨电子(Renesas Electronics)、意法半导体(ST)、德州仪器(TI)和盛群等MCU业者遂竞相扩展内建类比前端的MCU产品线，让系统厂能专注在数位处理和软体开发，避免蜡烛两头烧的情形。

    高国栋强调，MCU结合类比前端，不仅能大幅缩减系统开发负担和物料清单(BOM)成本，亦可透过MCU内建韧体和演算法，支援更丰富的动作、生物讯号及环境感测功能，将有助系统厂快速实现各种物联网感测机制。因此，盛群近期已新增一系列内建类比电路的MCU，并将内部ADC规格升级至24位元，以提高讯号解析度和精准度，抢攻血糖、血氧和体脂等可携式医疗检测设备商机。

    无独有偶，瑞萨电子亦计画于2015年发布一款整合类比前端的ASSP MCU，同时将建置支援光学、动作、环境和生物等感测器的开发平台，以快速扩张应用版图。

    瑞萨电子行销暨车用事业部策略行销部主任王仲宇指出，物联网装置内建感测器类型和数量正不断增加，而整个开发流程中，最耗时的部分则集中在软体设计和测试，约占60～70%以上时间，若系统厂还须分心兼顾不熟悉的类比设计，势将瓜分工程师资源，进而延宕最终产品上市时程。对此，瑞萨遂主打高整合MCU设计策略并提供完整软体平台，藉以优化大量资讯撷取、转换和传输流程，同时减轻分离式类比元件对系统功耗和占位空间的影响。

    显而易见，在物联网风潮下，MCU结合类比前端的解决方案已蔚成显学，成为国内外晶片商竞逐焦点。高国栋认为，MCU无疑是物联网装置的控制核心，但其与周边感测器、无线联网模组的连结方案亦不容忽视，惟有通盘考量最前端的感测器到MCU运算、RF传输设计需求，才能打造物联网胜利方程式。

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