MCU将整个可编程系统集成到一个单芯片中

正如我们在本系列的前几个专栏中讨论的那样，物联网的节点是小眼睛、耳朵和大脑，它们使用语言和更高的性能系统。因此，它们需要多个集成设备来执行其功能。随着系统中使用的设备数量的增加，尺寸和成本也会增加。预计物联网设备的数量将远远超过PC还有智能手机。是的，你猜对了——一个非常有竞争力的市场。为了在这个快速增长和竞争的物联网市场中发挥作用，嵌入式设备需要在关键领域（集成）采用更快的创新速度。

显然，电子产品需要密集包装，以占用最少的空间，并保持所有功能。因此，设计师寻求最大化芯片的功能。MCU这是嵌入式市场持续集成的一个很好的例子。MCU将标准外围设备、易失性和非易失性设备推入其他独立存储器MPU中。SoC在设备中引入更多的外部设备、电压调节器和时钟。对于市场上最喜欢的用户界面，需要集成显示驱动器和触摸传感器电路。我们还没有完成它，因为我们可以包装更多的功能，从可编程无线，高度复杂的模拟传感器B3F-4000接口和语音命令连接到单个设备的用户界面。物联网设备的另一个重要先决条件是，数十亿互联网设备带来了重大的安全挑战。正确的安全性是硬件和固件的安全性。混合安全方法将自定义硬件的稳定性与固件的可升级性相结合。

图1显示了典型物联网系统的单芯片集成：

如今，有MCU将整个可编程系统集成到一个单芯片中。集成嵌入式系统使物联网系统快速、简单、经济、高效。这些设备可以创建各种传感器接口，以及可编程数字模块的自定义显示和通信接口。

随着制造技术的不断进步，加工节点越来越小。在大多数情况下，较小的加工节点可以降低芯片的整体成本，因为它们允许在同一硅片上制造更多的设备。性能和功率也受到直接影响；较小的处理节点具有较低的功耗和/或频率残留，可以实现较高的性能。然而，在未来，节点的收缩将给物联网设备的制造过程带来巨大的挑战。这是因为除了数字功能外，未来的集成物联网设备还需要低泄漏、高性能模拟和低功耗无线电。没有适合所有人的制造节点最适合模拟、数字和无线电。这是包装和多芯片模块（MCM）进步所在。

Analog喜欢高电源电压和大型晶体管，LDO开关电压调节器和其他电源模块也具有这些功能。此外，模拟模块不会像处理小节点的数字模块那样缩小。毕竟，他们必须担心自己的载流能力。对于数字电路，集成的无源元件和晶体管需要一个大的有源区域，而不是一个简单的开关。这使得模拟在小处理节点上非常昂贵。模拟和电源将适用于180nm–90nm芯片。另一方面，数字处理节点非常小，收缩良好。这就是给定芯片的复杂性和集成存储器所能承受的最小处理节点的含义。不到40nm适用于具有MCU，外设数字芯片和内存。RF子系统更喜欢优化的批处理或绝缘硅（FDSOI）集成物联网无线电前景集成物联网无线电定制。

虽然MCM可以是“两全其美”但是MCM由于所需的性能和成本，整个物联网设备的选择。但有一件事是肯定的。集成将物联网推向一个以前从未被认为是可能的应用程序！