原创 MCU开发成本从硬件转移到软件

嵌入式系统中的MCU(微控制器)正在经历着从8/16位到32位的转移，虽然在量产上8/16位还是主流，但是新的设计采用32位占多数，32位MCU越来越多地采用ARM CortexM内核，具备更大的内置存储空间，集成了更多的外设和丰富的互联功能。MCU无论是开发成本，还是开发难度都在从硬件转移到软件，如何降低软件开发的成本、如何克服软件开发中的问题变得非常重要。

IDE是主流 原厂工具有空间

传统的IDE工具仍然会在MCU开发中广泛使用，比如IAR公司Eembeded Workbench，支持各家MCU芯片公司从8/16位到ARM MCU、KEIL公司8051和ARM MDK，这些工具强调的是全面的MCU支持和易用性，也就是说它们不受到厂家和品种的限制(无论是8位还是32位)。目前，他们还是市场主流，受到有实力的大型设备制造商和MCU芯片公司的青睐。

为更广泛和多层次满足开发者的需求、压缩研发的成本、追求新品的采用和上市时间，MCU芯片公司自己的开发工具将占有更大的市场份额，比如飞思卡尔CodeWarrior、Atmel Studio 6和Microchip公司MPLAB。换言之，用户使用这些工具基本感觉不到他们是在使用8位MCU还是32位MCU。Microchip就是比较有特色的一家企业，因为他们的32位MCU使用的是MIPS架构，而不是大家很熟悉的ARM架构，工具的易用性和8位到32位升级的兼容性就更重要了。

开发工具呈三大趋势

基于开源软件的开发工具会在MCU开发中逐渐流行，比如Menror嵌入式部门的Sourcey G++和瑞典Atollic的TrueStudio。前者主要针对32位高端MCU和MPU(嵌入式处理器，比如PPC和OMAP)，当然也支持ARM CortexM3/M4，后者还支持AVR架构的代码优化，因为MCU的主频和片内的FLASH/RAM容量还是有限的。中国的CooCox工具也支持开源编译工具。

软件质量和安全需求日益提高，MCU软件设计和测试工作也越来越多，基于UML设计、静态代码分析和动态覆盖测试等，把MCU开发和设计测试工具集成起来，也是一种趋势。比如IAR的VisualState和Atolic，前者是一个基于状态机和UML的设计工具，支持嵌入式MCU代码生成和执行;后者是集成部分测试功能的MCU开发工具，许多MCU开发工具也通过支持MISRA C规范检查，达到一定汽车电子工业软件安全标准要求，比如EWARM。

32位MCU实时处理、互联、存储和图像功能的提升都离不开RTOS、TCP/IP、USB、CAN和GUI等组件。MCU芯片公司抑或自己提供丰富功能的软件库和组件或者提供支持第三方开发的产品。此外，MCU工具公司也集成了RTOS模块。嵌入式MCU开发工具正在越来越紧密地和RTOS组件库结合，并支持RTOS aware(识别)和调试，这些现在已经成为标配。RTOS和组件对于以ARM Cortex M3为代表的主流MCU优化，可以大大提高RTOS的效率，极大地提高了调度算法的效率。

国产MCU工具仍有机会

MCU开发工具与其他电子设计工具一样，是欧美的天下，国内产品只有CooCox得到了NXP和台湾新唐的支持，他们有一定的海外用户。广州致远公司(周立功创办)的TKstudio支持广泛的MCU系列芯片和工具链，但是没有得到市场回报，最近宣布关闭这个项目。这与我们国产芯片设计在通用MCU领域基本没有作为也不无关系，中国本土MCU工具公司很难参与到海外MCU芯片公司建立的影响全球的生态环境中。

随着中国MCU市场在全球产业地位的提升，国外MCU公司纷纷在华设立MCU研发中心。ST和ATMEL公司MCU中国研发中心都有开发工具相关的小组。此外，中国正版意识也在提高，本土和台湾MCU芯片设计逐渐崛起，国产MCU软件开发工具和软件仍有发展机会。

（文章首刊登在2012年8月3日中国电子报）