STM32: 改变MCU格局的蝴蝶

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　单以各种半导体芯片的年使用数量计算，在众多数字芯片中，微控制器(MCU)绝对是其中当之无愧的王者。自动化与信息化革命的浪潮，将MCU带到每个人身边，很难想象现在城市中离开MCU的电子应用。MCU已经演进为年容量稳定在150亿美元左右的市场，不会轻易受到经济形势的严重拖累，反而得益于物联网(IoT)、智能城市和智能电网等技术的逐步普及，在未来几年里会进一步取得快速成长。在这样一个庞大而稳健的市场中，最近几年却发生了意想不到的格局变化，发生的变化也许有些类似于我们熟知的蝴蝶效应，引发这个效应的，是一只振翅起飞的“蝴蝶”。

　　MCU的蝴蝶效应

　　美国气象学家爱德华•洛伦兹(Edward N.Lorentz)1963年在一篇提交纽约科学院的论文中分析了蝴蝶效应：“一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起美国德克萨斯州的一场龙卷风。”其原因就是蝴蝶扇动翅膀的运动，导致其身边的空气系统发生变化，并产生微弱的气流，而微弱的气流的产生又会引起四周空气或其他系统产生相应的变化，由此引起一个连锁反应，最终导致其他系统的极大变化。

　　2007年，MCU市场里扇动翅膀的蝴蝶诞生了，随后的几年时间里，随着它一步步的成长，在带动MCU应用领域快速成长的同时，整个MCU市场的旧有格局发生着翻天覆地的改变，这只蝴蝶就是意法半导体(ST)的STM32系列MCU。　　

　　作为第一款采用ARM cortex-M内核的32位MCU，STM32出现的重要意义体现在两点。一个是对MCU市场竞争格局的改变——STM32出现之前，意法半导体在MCU领域经历过辉煌而后遭遇了低落，现在MCU不仅成为这家全球十大半导体公司未来发展的五大战略方向之一，更让意法半导体跃升为32位MCU市场上任何人都不可小觑的重要对手。21世纪初，微控制器市场经历了从早期的单片机向集成化SoC结构的MCU演进的过程，这个市场随着消费、工业及多重市场的自动化浪潮得以飞速发展，越来越多的客户渴求用廉价、易用且功能强大的32位MCU代替原来的主控芯片，实现更高效的自动化处理设计。这也让意法半导体这家欧洲半导体巨头意识到一个全新的机遇与挑战。在率先将ARM内核引入到32位MCU市场之前，意法半导体自己的MCU产品经历了大起大落之后，MCU不再是他们的强项，在整体解决方案和多重市场的竞争中要保持竞争力就必须有拿得出手的32位MCU产品，“意法半导体意识到大众市场(Mass market)将成为MCU市场的重要组成部分，STM32将是我们公司在大众市场成功的关键产品。”意法半导体微控制器全球市场部总监Daniel Colona一席话阐明了STM32从诞生伊始就肩负了引领公司在大众市场取得成功的战略重任。

　　另一个更能体现蝴蝶效应的是其对MCU内核架构变革的影响。在STM32刚推出之际，没有人会认为ARM内核会对32位MCU和单片机市场存在多年的各种传统内核和架构带来如此巨大的冲击，毕竟无论是早期的8051，还是MIPS和其他各种专有架构，都有庞大且稳定的粉丝客户，而且大家保持着相敬如宾的温和竞争关系。这看似和谐的竞争格局，仅仅经过了六年的时间就被完全颠覆，几乎所有32位MCU架构都已经被ARM内核的强势所震慑，用事实上的标准来称谓ARM内核对32位MCU产品的意义似乎也不为过，2012年开始，几乎所有主要的MCU厂商都将32位的ARM 内核MCU当做自己未来的开发重点，甚至其他内核没有做到的侵蚀8位MCU市场的重任也被32位ARM内核继承。归根溯源，带动这样变化的最初第一步，还是因为STM32这只蝴蝶的展翅起飞。

　　破茧而出的蝴蝶

　　在上世纪90年代意法半导体的MCU/单片机产品覆盖了电视、智能卡、汽车电子和工业应用，曾经一度前三位的供应商，甚至在中国的上述市场领域中，也能看到意法半导体MCU的身影，但是随后经历了公司合并等变故之后，意法半导体的MCU并没有更好的占领市场。虽然MCU一直是意法半导体的一个重要业务部门，但从STM32诞生之后，经过几年快速成长，MCU才重新成为公司未来发展的重点业务之一。

　　推出STM32前，意法半导体的MCU面临着艰难的选择题，是继续原有的策略走下去，还是彻底改变传统思维，破釜沉舟开辟一片新的天地。破茧成蝶前的准备，对于蝴蝶来说是至关重要的，此时意法半导体的MCU，如同一只毛毛虫，不断在成长的路上积累着力量，等待成蛹后的破茧而出。意法半导体STM32系列推出前的布局谋划是其成功的关键所在，在全球范围内，几个因素决定了STM32今天的成功，Daniel Colona深有感触：“首先意法半导体在战略制定上站在一个很好的视野， 然后有一个很好的产品规划，从发布第一个STM32到现在，每年都有新产品按照制定的计划如期上市，这是对市场的承诺;同时我们积极推动STM32的生态系统。”

　　“在2005年我们预计未来的16位和32位市场将会极大地增长，并且市场需求一种新内核的产品。ST决定基于Cortex-M内核从新规划32位单片机产品线，因为ST坚定地认为这个产品 (STM32) 将重塑整个高端微控制市场，并将影响力延伸到8位市场。” 意法半导体大中华区及南亚区微控制器市场部总监James WIART娓娓道来STM32诞生历程中的产品构想。在过去的五年时间里，32位MCU的年复合增长率超过7%，遥遥领先于整个工业和多重市场的MCU需求量增长，而ARM内核在整个微控制器和微处理器领域的市场占有比例翻了一番，足足提升了15个百分点。作为第一个推出ARM内核32位MCU产品的意法半导体，从现在的成绩看，他们是目前MCU内核ARM化进程中最大的赢家，当初率先进军32位ARM内核的MCU的决策是极为明智的。

　　意法半导体微控制器中国区市场部高级经理曹锦东则感言，“通常来讲，成功离不开天时、地利和人和，结合ST MCU而言，就是在合适的时期，规划、设计并推出适合市场需求的STM32, 一个有活力的团队制定并持续执行有针对性的市场策略。特别是在中国，我们持续对大众市场的投入，使中小客户便利地接触、购买STM32，这就是STM32成功之道。”如果说ARM内核的快速成长是天时，32位逐渐流行是地利，那么构建平台化和生态系统，就是人和了，“我们的策略是建立一个宽广的产品平台并进持续优化、细化整个平台，让它能够支撑客户现在以及未来的发展，同时我们进一步完善与MCU相关的生态系统，让整个市场提供广泛的支持，这将是我们一直坚持的策略。”

　　展翅高飞的蝴蝶

　　抓住天时地利人和，成功化茧成蝶，这并不意味着STM32这只美丽的蝴蝶就能展翅高飞，为了让STM32拥有更广阔的成长空间，意法半导体不仅在技术研发投入上毫无保留，更是深入分析市场，制定了行之有效的市场策略，确保其展翅高飞。　　

            

　　在STM32设计之初，根据多年的经验，意法半导体将全新的产品定位于通用型微控制器，同时也要针对不同需求进行有针对的满足，Daniel Colona指出，“并没有为专门的应用而设计，但是这并不代表我们不关注具体应用。我们看到目标应用性能、功耗方面有越来越高的要求，同时期望提升数字信号处理能力。”所以，在STM32设计的理念里，意法半导体将其设计成一个为广泛的应用设计的宽广化平台产品，借助ARM内核的可扩展性实现MCU产品的延展性，以期适应不同应用的具体需求。曹锦东则介绍，STM32的竞争优势之一就是作为一个家族设计新产品，打造了一个有延续性的产品系列平台，在STM32各个细分家族之间，甚至每个型号之间，在外设、GPIO分布做到最大化的兼容。当然在一些外设配置方面，会考虑到一个目标应用的需求，比如，新近发布的STM32F3集成电机控制定时器以及与电机控制相关的ADC、比较器会设计在一起。

　　“在STM32平台规划和设计过程中，我们一直关注市场新的需求，并将此作为我们开拓市场的重点。” James WIART点出STM32能够快速切入许多新兴市场的一个重要原因，而新兴市场不仅带给MCU更多的应用空间，更因为这个市场的竞争大家都是在接近的起跑线竞争，这就给了STM32更大的成功机会。

　　MCU市场一直在各种新应用的推动下快速前进，曹锦东坚信STM32的未来在新应用的推动下会更光明：“未来MCU市场的成长更多是来自新兴的应用，包括与移动网络相关的、能源相关的、以及健康相关的应用。 这些对MCU的性能和功耗将有更高的要求，这要求我们要研发出一些不一样的产品，才能胜任这些未来的应用。当然任何应用都不是突然出现的，我们会积极与行业内的先行者一起探索和研究、开发新的应用方案，在这期间，我们会将一些在性能、外设等方面的要求，放到整个产品发展中一起考虑，并付诸于实施。”

　　现在，当ARM内核成为32位MCU主流标准后，各家纷纷效仿采用，对此，已经在这个生态系统中取得巨大成功的STM32并不担心同质化竞争。“STM32将在如下方面差异化：超高性能、超低功耗、宽广的产品线和广泛的生态系统。” Daniel Colona对迎接这样的挑战信心十足。

　　曹锦东介绍，同样的内核，并不意味是同样的产品，根据用户不同的需求可以带给客户完全不同的产品体验。半导体产业的发展，已经证明需要更多的分工与合作，比如采用相同的生产工艺设计芯片，采用相同的前端和后端代工厂生产芯片，实践已经证明了这些变化带来的成功。同样在MCU架构方面，采用ARM内核，共同推动生态链的发展，为整个市场带来好处。内核并不代表一个完整的MCU，STM32在每个产品线中配置了不同的外设和性能，比如刚发布的STM32F3,配置了无与伦比的高级模拟外设，同样是M4内核的STM32F4,配置了以太网和高速USB OTG，在每个产品线之间存在鲜明的差异，意味着不同的定位，同时每个产品线组合在一起，就成为了一个产品平台，意法半导体将进一步发展整个平台，为用户提供差异化的产品。同时在中国意法半导体会继续完善对大众市场的支持，确保任何中小客户都能够方便使用STM32。

　　目前，最主要的STM32系列包括以下几个瞄准不同市场的产品系列，把它们排列在一起，似一群展翅欲飞的蝴蝶，描绘了STM32家族美好的未来，给整个MCU市场带来更大的改变!

　　STM32F0: 传承优异基因，打造亲民价格。

　　● STM32F1: 重塑32位微控制市场的先锋产品。
　　● STM32F2: 高性能32位微控制器，配置ART加速器。
　　● STM32F3: 高性价比32位数字控制器, 配以空前模拟外设。
　　● STM32F4: 采用领先工艺的32位数字控制器,占据性能高地。
　　● STM32L1: 高效率，微控制，低功耗。

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六步上篮

stm32性价比确实很高

徐晋鸿！

我现在接项目都用stm32