MCU于嵌入式系统开发应用的关键问题

全球电子数码装置采行MCU的设计方案数量有增无减，尤其在节能议题、自动化、智能化等应用热潮趋势下，MCU导入产品开发更能凸显呼应热门产品设计趋势，而在产品中原本MCU处于较为隐性的角色，其重要特性也渐渐浮现，而系统设计者对于MCU的元件特性要求也越来越严苛... 

随着汽车电子、工业电子需求渐增，与消费性电子、智能建筑、移动运算、智能电表、医疗电子等新兴领域的大幅成长，让MCU的重要性不断攀高，与以前低效能的简易控制应用方式，已经大不相同！新一代的MCU更重视节能要求，甚至把原有8位元就能应付的设计方案，持续提升至16、32位元产品，以因应新一代的应用设计方案需求。 

MCU的众多应用设计中，以奠基于ARM核心的MCU元件，在使用上有持续增加的趋势，尤其是在工控应用产品、终端装置与移动运算装置方面，数量方面的成长最为明显，此外ARM可能就有数种核心差异，目前业界主流多以ARM 9为重点应用，并提供大量参考设计。 

高复杂度的智能电网应用  让MCU性能、规格不断提升

在众多应用中，MCU以智能电网的应用最受相关业者期待，因为当电网全面智能化，这代表相关衍生的装置数量将以指数服务使相关服务大幅暴增，若以智能电网成形最基本的「智能电表」设置来说，每户至少都会有1组智能电表，而电表或多或少需透过MCU的元件，来进行电力使用监控、状态回报或体现其他更智能的相关应用，这也代表需要大量的MCU相关设计奥援。  

而在智能电网应用中，MCU的角色相当多元，除智能电表需仰赖高度集积化的MCU实践其自动化、环境监控、通讯等基础应用，其进阶的应用应属于更具未来性的能源转换应用市场，例如，控制太阳能电池提供最佳日照角度、或是分析最合适的电池仰角，以达到最佳能源转换效率目的，这在太阳能转换模块、逆变器、储能系统方面尤其重要。  

以智能电网的应用方式来说，可能是MCU相对复杂的应用状态，例如，智能电网中MCU即必须做到现场数据数据采集、电表端的呈现、甚至要求必须具备2D/3D的图像呈现能力、与整合Wi-Fi、CAN网络架构等要求，也是对MCU元件的耗能、效能与效用的一大考验。  

为开发专案挑选合适的MCU 

毕竟不同的产品设计，单一种MCU在规格、架构可能无法全部通吃，至少在成本考量无法以高端产品来因应所有设计需求，而合理的开发方式，应该视系统专案的应用需求，找到接近或合用的MCU产品架构，来整合相关应用资源，也因此，各MCU大厂的相关产品，每种MCU系列产品动辄就有大量的不同型号、架构可供选择！因为型号越多，系统开发者也更能找到专案合用的解决方案。 

但问题来了，即便解决方案可以找到最接近开发需求的元件，但毕竟开发案必须针对用途进行设计，其中还必须思考合适的电气规范、系统架构、安全性、便利性、反黑客攻击设计、低功耗电源设计...等多元要求进行考量。 

完整的开发平台 

即便针对设计案，去挑选最接近、合用的解决方案，看似是最合理且最具经济效益的作法，但实际上很难再相关解决方案找到100%适合的元件组态，或多或少仍须由开发者进行部分功能的调整或从新组态，尤其在成本考量前提下，开发者根本无法针对单一产品提出MCU定制化的设计要求，必须从现成在架构上接近需求的解决方案去取得相对实用的设计方式。 

选择MCU元件往往会左右最终产品的表现状况，尤其是效能与节能表现方面，而在挑选解决方案前，系统工程师必须考聊针对MCU可用的软件环境、元件性能、成本等显而易见的基本要求外，也必须将OS的支持、可用的Source Code程序码资源、硬件工具、周边搭配元件的功耗表现一一列入考量。

关键的问题不在MCU整合的内核处理器有多新、多快，而是必须在研发团队较了解的处理器控制领域方面，进行内核挑选，进而增加专案开发的执行把握，进而缩短开发团队的学习时间，加速产品除错与最佳化验证等量产前的重要工作。 

至于选择关键器件的另一个重要考量是，相关设计在因应未来市场变化的弹性，例如，若是MCU从16位元全面升级32位元器件时，相关程序码能否沿用或是仅需少量修改即可因应？而未来可用的升级版元件在于元件本身的封装模式、体积、脚位，有无考量到直接升级的可能性，尤其在目前移动设备的PCB面积越来越小的状况下，若升级器件体积无法因应置入原PCB板，即便脚位100%兼容，面对升级需求还必须考量PCB的重新规划成本与验证设计成本。