毫无疑问，当今先进的MCU是数百个应用领域中各种嵌入式系统的核心。尽管主要的MCU已经提供了看似无穷无尽的计算能力、外围设备组合和内存选项的组合，但它们仍在不断发展，并在各个方面改进其产品。

在本文中，我们将收集一系列新的基于Arm核心的MCU，这些MCU为工业系统、物联网、家庭自动化和消费白色家电的TSN等应用带来了新的系统功能。

 

NXP交叉MCU嵌入TSN交换机

工业4.0的特点是高网络流量和多协议网络上的大数据交换。问题是，让工业网络无缝地协同工作可能很困难，尤其是当需要时间敏感的通信时。

 

Time Sensitive Networking (TSN) provides critical Ethernet determinism for Industry 4.0 applications.

TSN为工业4.0应用程序提供了关键的以太网确定性。图片由恩智浦半导体提供

 

尽管以太网已被广泛用于工业系统，但它本身并不能提供确定性通信。幸运的是，一组统称为TSN启用以太网的IEEE 802标准在默认情况下是确定性的。

考虑到这一切，5月，恩智浦半导体公司推出了其声称的第一款集成Gbps TSN交换机的MCU。该双核设备被称为i.MX RT1180交叉MCU，嵌入了一个800 MHz Arm Cortex-M7内核和一个240 MHz Cortex-M33内核。据该公司介绍，i.MX RT1180提供了所需的多协议连接，以同时实现时间敏感和实时通信。这将使工程师能够轻松创建统一和安全的工业物联网通信环境。

芯片支持多种协议的能力可能是其最重要的功能。它支持符合IEC 60802的最新一代TSN标准，用于工业自动化。支持的基于TSN的协议包括OPC UA Pub-Sub、Profinet over TSN和CC Link IE TSN。

 

i.MX RT1180交叉MCU的框图。图片由恩智浦半导体提供（点击图片放大）

 

最多提供五个Gbps端口，包括TSN交换机（第2层）上的4个端口和TSN端点控制器上的1个端口。同时，还支持实时工业以太网协议，如Profinet、EtherCAT、CC-Link IE Field、Ethernet/IP、HSR等。

为了安全起见，i.MX RT1180包括一个NXP EdgeLock安全飞地，这是一个预配置、自我管理和自主的片上安全子系统，消除了为工业物联网应用实现强大的全系统安全智能所带来的困难。

恩智浦表示，MCU为各种工业操作提供了集成解决方案，包括I/O管理、电机控制、紧凑型运动控制或网关应用。i.MX RT1180也适用于汽车连接应用，其中i.MX RT1180可以作为不同汽车ECU之间的智能开关。

 

Renesas MCU通过NIST加密计划认证

安全性是基于MCU的设计的一个重要特征，尤其是物联网系统，因为从定义上讲，它们是连接的系统。MCU供应商跟上步伐的一种方法是根据行业内各种标准化机构维护的安全标准认证其产品。

据此，5月，瑞萨电子宣布其32位Arm Cortex-M MCU的RA系列获得了美国国家标准与技术研究所（NIST）加密算法验证计划（CAVP）的认证。具体而言，该公司的RA6M4、RA6M5、RA4M2和RA4M3 MCU中的安全引擎都经过了CAVP认证。这增加了RA MCU芯片中的其他几个物联网安全功能。该公司表示，使用经认证的SCE9保护模式所需的驱动程序已添加到RA Family Flexible Software Package（FSP）v3.6.0及更高版本中。

瑞萨表示，RA MCU过去曾获得PSA认证的物联网平台2级和安全评估标准（SESIP）认证。但这一新的NIST CAVP认证旨在认证加密算法，包括嵌入RA MCU安全引擎的高级加密标准（AES）、哈希、Rivest Shamir Adleman（RSA）和椭圆曲线加密（ECC）密钥生成和验证的多种模式。

通过这一新的认证，MCU提供了一个安全密钥管理工具，该工具负责为现场产品的安全安装、更新、支持开发、生产供应和密钥更新准备密钥。

瑞萨表示，最近进行了一项独立评估，将RA MCU的SCE9保护模式操作与业界领先的安全元件进行了比较。有一份详细介绍评估的白皮书。

 

瑞萨展示即将推出的基于Cortex-M85的Arm MCU

在为其当前的MCU配备最新的安全机制的同时，瑞萨公司正在通过提供即将推出的基于ArmCortex-M85处理器核心的MCU的演示来展望其下一套产品。上个月，在2022嵌入式世界大会上，瑞萨首次现场演示了MCU。

 

Block diagram of the Arm Cortex-M85 processor core. I

Arm Cortex-M85处理器核心的框图。图片由Arm提供

 

Arm于4月宣布，Arm Cortex-M85处理器核心采用氦气技术。Renesas表示，凭借先进的DSP/ML功能，该处理器加速了计算密集型应用。据该公司介绍，其即将推出的基于M85的RA系列MCU将为众多市场的苛刻应用需求提供完全确定性、低延迟、实时的操作。瑞萨表示，新的MCU计划于2023年发布。

 

适用于家用电器及更多产品的新型东芝MCU

最后但同样重要的是，在春季中期，东芝宣布其M3H集团中的21款新MCU是该公司TXZ+系列高级设备中的新产品。M3H组MCU基于40 nm工艺构建，嵌入120 MHz Arm Cortex-M3内核。对于存储器，芯片提供高达512 KB的代码闪存和高达32 KB的数据闪存，具有100k的写入周期续航能力。

新的MCU还提供了一套丰富的接口和电机控制选项。其中包括UART、I2.C、 编码器和可编程电机控制。东芝表示，M3H系列设备适用于各种应用，包括家用电器、电机和工业设备。集成了数字LCD驱动器，预计将减少工程师启用显示功能和促进对比度调整所需的组件数量。

 

The new M3H MCUs are well suited for applications in home appliances and consumer electronics.

新型M3H MCU非常适合家用电器和消费电子产品的应用。图片由东芝提供

 

同时，新的MCU还具有高速、高精度的12位模数转换器（ADC）。ADC允许为ADC的21个ADC输入通道中的每一个设置单独的采样和保持时间。

东芝表示，ADC也可以用于控制交流电机和无刷直流电机。这是与MCU上的高级可编程电机控制电路相结合完成的，该电路可以与12位ADC同步操作。

芯片上的ROM、RAM、ADC和时钟单元的设备中嵌入了自诊断功能。这有助于工程师获得IEC60730 B级功能安全认证。

 

芯片上的终极系统？

由于它们在功能上提供了如此多的系统，在许多方面，MCU是最终的片上系统。然而，MCU供应商似乎一直在寻找新的方法来增强其MCU产品系列的处理能力、外围设备组合和安全功能。