11月初，富士通半導(dǎo)體繼東芝半導(dǎo)體之后也正式宣布采用ARM Cortex-M3內(nèi)核的FM3系列MCU面市，并一口氣推出44款產(chǎn)品型號(hào)。與東芝不同的是，富士通對(duì)新款Cortext-M3 MCU的宣傳顯得更為高調(diào)。一貫以專(zhuān)用內(nèi)核為主的日系MCU供應(yīng)商陣營(yíng)是否會(huì)由此轉(zhuǎn)向通用RSIC微控制器內(nèi)核，引發(fā)業(yè)界廣泛關(guān)注。
　
　　ARM內(nèi)核一貫以其良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（在全球擁有700多家第三方供應(yīng)商）和低功耗而著稱(chēng)，而隨著32位Cortex MCU不斷向“亞1美元”價(jià)位逼近，它們?cè)谔娲?位、16位MCU的戰(zhàn)役中捷報(bào)頻傳。這正是富士通半導(dǎo)體開(kāi)始布局通用內(nèi)核MCU的主要原因之一。“我們看到了市場(chǎng)對(duì)Cortex的需求，隨著產(chǎn)品研發(fā)周期日益縮短，客戶(hù)希望采用更加便利的平臺(tái)，ARM良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)使其開(kāi)發(fā)工具、中間件、驅(qū)動(dòng)器等非常容易獲得，這是專(zhuān)用內(nèi)核無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。FM3 MCU可以讓富士通的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)惠及更廣泛的客戶(hù)群。”富士通市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人表示。
　
　　在日前舉辦的深圳2010 MCU技術(shù)創(chuàng)新與嵌入式應(yīng)用大會(huì)上，ARM的發(fā)言人宣稱(chēng)，據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，2010年Q2一個(gè)季度Cortex-M的出貨量就達(dá)到990萬(wàn)片，高出2008年全年的總量，預(yù)計(jì)未來(lái)3年的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到160%。除了傳統(tǒng)的歐美系MCU廠商，像富士通半導(dǎo)體等擁有獨(dú)特技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)的日系MCU供應(yīng)商的加入無(wú)疑將對(duì)Cortex-M的爆炸性增長(zhǎng)起到推波助瀾的作用。

圖1：基于ARM內(nèi)核的芯片出貨量預(yù)測(cè)。（資料來(lái)源：ARM公司）

競(jìng)爭(zhēng)法寶：面向差異化的外設(shè)
　　
　　無(wú)論是歐美系、日系還是臺(tái)系供應(yīng)商，Cortex MCU之爭(zhēng)最根本的還是外設(shè)之爭(zhēng)。在過(guò)去20多年的專(zhuān)用內(nèi)核MCU產(chǎn)品和ASIC/ASSP開(kāi)發(fā)過(guò)程中，富士通半導(dǎo)體積累了大量外設(shè)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并廣為市場(chǎng)所接受，其中很多特性還是由中國(guó)本土團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)的，很貼合中國(guó)市場(chǎng)的需求。
　
　　此次發(fā)布的FM3 MCU分為兩個(gè)系列：高性能MB9BF500/400/300/100系列強(qiáng)調(diào)高性能、高速，可用于工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用伺服控制、變頻控制、電動(dòng)汽車(chē)、太陽(yáng)能逆變器、智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集器等等工業(yè)應(yīng)用，能夠增強(qiáng)系統(tǒng)功效；標(biāo)準(zhǔn)MB9AF100系列強(qiáng)化了低功耗性能的設(shè)計(jì)，可以很好地滿(mǎn)足節(jié)能設(shè)計(jì)需求，適合用于白色家電(空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等)、數(shù)字消費(fèi)類(lèi)設(shè)備和辦公自動(dòng)化設(shè)備等。兩個(gè)系列的外設(shè)基本相似，如圖2所示，特別值得一提的是以下3個(gè)特性，體現(xiàn)了富士通半導(dǎo)體有別于其他Cortex-M3 MCU的獨(dú)到之處，也可以從中管窺富士通半導(dǎo)體的通用32位MCU產(chǎn)品策略。

圖2：FM3系列MCU的特性。

1.上至5.5V的寬操作電壓
　　FM3系列可在2.7V～5.5V的電源下工作，而大多數(shù)其他廠商的Cortex-M3 MCU不能用于5V系統(tǒng)，僅能在3.6V或更低的電源下工作。FM3滿(mǎn)足了市場(chǎng)上只能用于5V系統(tǒng)的微控制器的需求，是工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和大型家電的最佳選擇。明年，富士通半導(dǎo)體還將推出支持1.8V-3.6V的超低功耗系列，進(jìn)一步拓展32位MCU產(chǎn)品的適用范圍。
　
2. 業(yè)界最快、汽車(chē)級(jí)性能的高速閃存
　　對(duì)于這些MCU產(chǎn)品，富士通半導(dǎo)體采用的是和汽車(chē)用MCU產(chǎn)品同樣的高性能NOR閃存，具備至少10萬(wàn)次擦/寫(xiě)次數(shù)（這只是一個(gè)保守?cái)?shù)字），并能保持?jǐn)?shù)據(jù)長(zhǎng)達(dá)20年，而且提供數(shù)據(jù)加密保存支持，確保了IP的安全性。該閃存還是同類(lèi)產(chǎn)品中讀取速度最快的，具備高達(dá)60MHz的無(wú)時(shí)滯頻率響應(yīng)，因而大大提高了CPU的性能?；陂_(kāi)源的基準(zhǔn)測(cè)試程序Dhrystone2.1 benchmark的結(jié)果顯示，在60MHz工作頻率下，富士通Cortex-3M產(chǎn)品的性能（MIPS）比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品提高了30%。
　
3.用于高精度馬達(dá)控制的外設(shè)模塊
　　富士通的FR微控制器家族的外設(shè)性能在馬達(dá)控制應(yīng)用方面一直廣受褒揚(yáng)，為滿(mǎn)足高精度馬達(dá)控制的精準(zhǔn)要求，富士通進(jìn)一步改善外設(shè)模塊，使之適用范圍更廣。尤其是搭載了高精度和高速度的12位A/D 轉(zhuǎn)換器(+/-2LSB 1.0μs轉(zhuǎn)換)后，MCU的高精度采樣使馬達(dá)控制更加精準(zhǔn)，應(yīng)用到高精度高速伺服馬達(dá)及工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用下的其它設(shè)備時(shí)更能展示其真正潛能。FM3 MCU的3單元12位A/D的通道多達(dá)16路，更能提高位置精度和馬達(dá)控制的精準(zhǔn)性。此外，以往業(yè)界慣常使用CPU通過(guò)軟件檢測(cè)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子位置，而FM3系列擁有的新型馬達(dá)轉(zhuǎn)子位置傳感計(jì)數(shù)器，可以進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)并能減輕CPU負(fù)荷。使用該產(chǎn)品可降低變頻系統(tǒng)的功耗。
　
成就中國(guó)廠商180度變頻節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)
　
　　盡管富士通算是最早推出Cortex-M3 MCU的日系廠商之一，但相對(duì)搶先一步的歐美同業(yè)，如何做到后來(lái)者居上，則不僅要在產(chǎn)品本身下功夫，還得找準(zhǔn)市場(chǎng)切入點(diǎn)。電機(jī)控制、中國(guó)成為富士通市場(chǎng)戰(zhàn)略的兩大關(guān)鍵詞，該公司希望憑借其差異化的外設(shè)加上全方位的解決方案和本地深度支持，在一貫擁有口碑的電機(jī)控制應(yīng)用市場(chǎng)搶占先機(jī)。
　
　　談到電機(jī)控制，不得不提幾個(gè)富士通MCU獨(dú)有的特性。首先是多脈沖發(fā)生器(MPG)，目前業(yè)界只有富士通能做到。通過(guò)用配置好的硬件模塊來(lái)檢測(cè)電機(jī)位置信號(hào)，轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行電機(jī)閉環(huán)控制。
　
　　其次是多功能定時(shí)器(MFT)模塊，包括AD模塊和波形發(fā)生模塊：
　　•高速AD采集，僅需1us完成；
　　•2組獨(dú)立AD，變頻方案使用第一組4通道，第二組8通道由客戶(hù)自由使用不會(huì)受變頻影響；
　　•自由設(shè)定由驅(qū)動(dòng)波形觸發(fā)，保證在最適當(dāng)時(shí)候采樣信號(hào)；
　　•自由設(shè)定PWM波形的周期和寬度；
　　•三組6通道PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)周期和反向由硬件同步；
　　•硬件死區(qū)時(shí)間，寬度自由設(shè)定；
　　•傳感器信號(hào)硬件捕捉和驅(qū)動(dòng)信號(hào)觸發(fā)。

圖3：基于FM3的電機(jī)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)和解決方案。