高效能 MCU是另一種金礦 從智慧工廠到智慧城市
科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2022年3月11日
圖、TI為不同設計需求提供之MCU產品
高效能MCU愈來越重要了！從智慧工廠到智慧城市，當人類生活的世界越趨自動化，對電子元件的速度、智慧、精準度要求也不斷提高。越來越多電子系統需要在邊緣執行即時控制、智慧分析與通訊等各項應用，而高效能 MCU 以設計簡便、具成本效益的優點，成為業界首選解決方案。
例如：與人類協作的自動化移動機器人，機器人在障礙物中安全穿梭，需要精準的運動控制，加上在毫微秒內做出決策的高速處理能力。此外，機器人也必須能與其他機器人溝通、共同作業。
以下是TI 邀請 Sitara™ MCU 部門的經理 Mike Pienovi，分享微控制器的技術趨勢如何滿足市場對智慧化、互聯系統的需求。同時可參閱讀：技術文章「高效能 MCU 顛覆產業思維的 5 個原因」。
問：您覺得哪些因素推升了微控制器的市場需求？
無論是製造、資料中心、智慧城市或次世代車輛領域，市場對於智慧邊緣運算、系統間資料轉移有非常龐大的需求。有了邊緣智慧，運算處理不需要再仰賴中央設備，能更靠近裝置，也就是即時決策發生的地方。舉例來說，工廠機器人因此能快速作出即時決策，進而執行複雜的本地任務、在設備間以更低的成本轉移資料，也能在本地處理安全性資料，確保資料受到防護。我認為對任何公司來說，最終目標都是讓倉庫或工廠的生產力和效率最大化。如果機器人的工作速度更快、精準度更高，工廠的產能一定會提升。
對功能性安全的重視是另一個關鍵趨勢。在許多領域，人類作業員會與機器互動，所以需要多重機制來防範意外發生，也需要更多智慧設備來控制系統。所以，除了效能和精準度之外，這些系統也必須具備功能性安全。
隨著系統的互聯程度提升，未來的微控制器 (MCU) 必須有更好的處理效能、方便裝置間溝通的高頻寬，也要有更好的即時控制，以及強化的安全與資安保障。
問：MCU 這些年來的變化趨勢是什麼？為什麼現在是關鍵時刻？
傳統快閃記憶體 MCU 一般用來控制感測器、開關、馬達等元件。隨著自動化需求提高，客戶希望 MCU 具備更多功能，包含提升效能、快速運算大量資料，將資料傳輸到各種不同的互聯系統等，這些過去大多由處理器負責。
目標是開發能提供最佳效能的嵌入式處理解決方案，並與容易實作、能滿足系統額外需求 (如資安或網路) 的架構互相搭配，進而讓工程師在解決設計難題時，有更多彈性選擇。 TI 最新的 Sitara AM2x MCU，能縮小微控制器和處理器的差異，讓電子系統具備額外能力，足以應付成長兩倍或三倍的處理需求。
問：除了機器人，高效能 MCU 還能應用於哪些系統？
高效能 MCU 的應用非常多元，橫跨各種產業，但是有兩個領域特別值得一提：汽車和電網設施。這兩個市場都需要高速處理能力。在軟體定義汽車裡，高效能 MCU 的低延遲即時控制環路，能用來達到更先進的動力傳動控制或提高處理能力，提升車載網路的通訊處理能力。電網應用也能透過同樣的技術，以更智慧化的方式提高從電網到車輛的輸電量。
智慧樓宇的感測技術需要更強大的處理效能，才能進一步普及。如果能將資料分析在設備邊緣與系統整合，系統就能根據環境資訊作出更快、更精細的決策，做到室內溫度或亮度調控等功能。
問：這項技術的未來潛力是什麼？
觀察現今處理器技術的主流市場，例如汽車的主動式懸吊，然後思考如何透過 MCU 簡化工作流程。持續投入研發，讓旗下產品整合具成本效益的分析功能，未來 MCU 技術的市場將進一步擴大。
從工程的角度來看，微控制器的性能提高之後，對嵌入式開發背景不太熟悉的人也能投入解決方案的設計；也提供了有助簡化設計流程的軟硬體資源，讓客戶能輕鬆駕馭 MCU 技術，發揮最大優勢。(1250字；圖1)
參考資料：
5 ways high-performance MCUs are reshaping the industry. Texas Instruments, 2021/7/12.
对话 TI Sitara™︎ MCU 总经理 Mike Pienovi：使实时处理变得简单且实惠的产品. Texas Instruments, 2021/8/18.
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