摘要：  自从苹果电脑与宏达电不约而同于2008年推出划时代的新一代智慧型手机后，不仅引爆了智慧型手机与平板电脑的高度成长，更让行动装置成为消费市场最受欢迎的设备。而在市面上众多架构中，ARM架构处理器由于具备省电、运算速度快，所以自然成为各家厂商推出行动产品的首选。

关键字：  意法半导体，MCU市场

为协助客户快速切入行动装置市场，身为全球半导体龙头业者的意法半导体(STMicroelectronics，简称ST)，在2013年7月17日于台北，举行了一场STM32微控制器技术研讨会，会除中分享STM32全系列微控制器的特色，以及产品应用方向与NFC市场的现况外，更邀请到合作夥伴Alya与新华电脑到场分享切入市场的作法与经验，希望藉此让台湾IC设计公司能以最快速的方式，积极抢攻难得一见的庞大商机。

意法半导体产品行销经理杨正廉

意法半导体资深产品行销工程师余玟宏

随着平板电脑、智慧型手机快速普及，具备省电特性的ARM架构处理器，已经成为全球销售量成长速度最快的处理器。根据市场研究机构的调查报告指出，ARM架构处理器从2007年的13.6%，大幅成长到2010年的23.5%，其中以意法半导体STM32晶片为核心的Cortex-M系列，在ARM平台的市场占有率高达45%以上，而且还在持续增加中。

意法半导体产品行销经理杨正廉表示：「STM32晶片是意法半导体非常重要的产品线，在2007年首度问世时，还是市场上第一款采用32位元的微处理器，而且意法半导体更承诺每款产品都会供货10年以上，以确保客户的投资能够获得回收。」而为了确保产品供应的稳定性，意法半导体除与台积电保持非常紧密的合作关系外，每个产品线均有两个不同晶圆厂负责生产，不会发生供货短缺的状况。

截至目前为止，意法半导体推出的STM32晶片，共有高达350款以上接脚相容的产品，而且均采用相同的开发介面，所以设计人员可以根据市场的需求，快速推出相对应的产品。值得一提的是，开发平台一致性可以大幅省下产品开发所需的成本与时间，所以根据市调公司UBM TechInsights针对1，700位微处理器与讯号处理器开发人员进行的问卷调查结果显示，意法半导体的STM32晶片是多数人心目中的首选，STM32的效能与开发平台广受设计人员爱戴。

STM32具备价格优势 可提升产品竞争优势

MCU之所以广泛被应用在行动装置与物联网设备上，主要是因为具备低耗电、高效能的特性，可以提供复杂应用程式运作所需。目前全球MCU的出货量，主要以32位元的产品为大宗，其中又以ARM推出的Cortex-M系列为消费市场的首选。但是考量到成本的关系，有部分业者仍然采用传统8位元MCU，但是由于运算能力不佳，已经明显无法满足消费市场的需求。

相较之下，ARM推出的Cortex-M则拥有价格上的优势，但相较于传统的8位元MCU，却有更快的运算速度与省电能力，而且同样支援C语言的开发环境，所以转换过程完几乎不会遇到任何问题。

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目前ARM针对MCU市场推出了Cortex-M0、M3、M4等三个系列的产品，虽然特性与资料处理速度都不同，适合的使用环境也不相同，但是由于彼此之间的程式码完全相容，加上提供标准的开发介面，故可以省下宝贵的开发成本与时间。因此意法半导体也分别推出了STM32F1、STM32F2、STM32F3、STM32F4，而最新问世的STM32F0，则是专为有成本考量的环境所设计。

「ARM Cortex-M的产品线非常完整，Cortex-M0处理器支援8、16位元运算模式，Cortex-M3、Cortex-M4处理则支援16、32位元运算模式。」意法半导体资深产品行销工程师余玟宏指出：「我们以ARM Cortex-M0架构，推出了STM32F0处理器，在大量出货的状况下，平均每颗晶片的价格仅为0.69美元，价格与传统8位元MCU差不多，但是却可应用在更多的环境。」

STM32F0是以Cortex-M0为核心，保留STM32平台便于使用的特性，运算速度为48MHz，并且拥有5组DMA，以及极为优异的电源管理工具，整体表现比其他品牌的产品更为优异。不光如此，开发人员依然可以使用意法半导体免费提供的函数与范例应用程式，以大幅降低新产品的研发时程，与降低昂贵的开发成本。

在缩短开发流程与时间的前提下，意法半导体提供两种不同的开发套件，分别是STM32F0 Discovery kit与STM320518 Eval Board。其中，STM32F0 Discovery kit主要是用于初期的简易测试，确认创意与构想是否可行，至于STM32F0 Eval Board，则是针对完整测试流程所设计，能在量产前协助开发人员找出潜在的问题，可减少产品事后修正需支付的昂贵成本。

协助夥伴快速上网 Ayla提供最佳解决方案

随着基础网路建设逐渐普及，带动了云端运算、物联网的形成，几乎所有设备如手机、笔记型电脑，乃至于智慧型家电，几乎都强调能够上网的功能，足见具备网路连结能力，已经成为产品必备的基本功能。但是根据一项调查结果显示，在全球采用MCU的装置中，大约只有1%具备上网的功能，其关键在于多数MCU工程师对网路不熟悉，以致于要将现有产品加上无线传输功能，往往要耗费不少金钱。

尽管无线网路从问世至今已经超过20年以上，但是受限于相关的规范非常多，至少超过20种以上，如Wi-Fi标准、天线设计、SSL加密、身分认证、资料交换等等，以致于许多厂商虽然有心想要把产品加入上网的功能，但却受限于缺乏相关技术能力，以致于只能够原地踏步。

Ayla产品经理张家源指出：「过去厂商必需要透过外接无线晶片的方式，才能让产品具备上网的功能，但是却要面临体积变大，以及功耗增大的问题。有鉴于此，我们开发了专为STM32系列晶片使用的无线网路解决方案，不仅可以让产品快速连接到无线网路，还可一并解决开发人员最担心的成本问题。

Ayla解决方案最大的特色，就是只需要占用STM32晶片5K左右的空间，并且可以利用标准的SPI与UART与无线网路模组连接，加上支援OTA的功能，可以让产品具备有自动更新的功能，完全不需要担心后续维修与韧体更新的问题。而目前Ayla也规划将应用软体在App Store上架，以便让合作夥伴有更多不同的应用方式。

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支援标准开发工具 大幅降低开发成本

一项产品在正式上市之前，往往都得经过创意发想、概念验证、程式开发、除错等等阶段，而商品能否准时问世的关键，则在于是否能够透过专案工具的协助，确实掌握资源调配。而意法半导体推出的STM32，由于是采用全世界最受欢迎的ARM Contex-M架构，支援标准的C/C++语言，能够与各种专案工具软体搭配，让合作夥伴达到Time to Market的目标。

目前市面上最被广泛使用的开发工具，便属由新华电脑代理的IAR VisualSTATE，其主要特点在于拥有完全整合的开发环境，包括图形化的设计介面、测试工具以及程式码和文件产生器，而且可对模型自动进行规范化验证，找出其中非预期错误，例如锁死或无法到达的状态。另外，还具备完善的测试验证工具，确保在设计初期阶段，即使尚无硬体，应用程式的行为仍可符合预期。

「IAR VisualSTATE是开发STM32晶片时最好的开发工具。」新华电脑业务经理黄瑞安说：「软体会自动产生精简的C/C++程式码，并与系统设计维持100%一致，并且可产生完备开发资讯的文件档，还能与IAR Embedded Workbench紧密整合，支援多种Cortex M评估板。」至于另一款代理的Micrium的RTOS，则具备不需自行实作排程及服务的特性，并且采用Task导向的设计，除能够让程式码重复使用之外，也能够让整个专案排程更为简洁及组织化。

NFC商机庞大 意法提供完整解决方案

近年来非常热门的NFC，原本是针对智慧型手机、感测元件所制定的近距离传输标准，主要是希望解决特殊环境中，设备之间无法实际连接、却又有资料需要交换的状况。而随着相关困难逐渐被克服，NFC不仅适合用于电子钱包，由于传输距离可以达到10公分，所以也非常适合于仓储管理、健康医疗、工具设备等等领域。

消费市场对NFC晶片需求大增的原因，在于该项技术还能够使用在其他商业应用上，包含设备之间的资料上传、下载，身分辨识的安全存取、检查，以及LBS、电玩游戏的市场等等。目前支援NFC规范的作业系统，主要以Android为最大宗，其次则分别为Blackberry 10与Windows8，至于iOS则还看不到支援的可能性。

依照使用的设备与环境不同，NFC可以分成三种不同使用模式，首先支援多种通讯协定，如ISO/IEC 14443、JIS X6319-4、ISO/IEC 15693的读卡机模式。意法半导体产品行销经理黄镫谊解释：「至于针对行动装置所设计，则是支援NFCIP-1、NFCIP-2标准的点对点模式，另外还有为身分识别所设计的安全模式，支援EMVCo/ISO/IEC 14443、JIS X6319-4等规范。」

而为了满足消费市场的需求，意法半导体则以保存年限长达百年的EEPROM为核心，推出了多种产品，以为NFC Tag设计的M24LR为例，便有4kbit、16kbit、64kbit等多种版本可以选择，具备有省电与多点资料传输的特性，而另一款M24SR则预定于2013年9月开始提供样本。至于针对NFC读卡机，意法半导体也有CR95HF晶片，目前有CR95HF-A、CR95HF-B两种版本，其中CR95HF则拥有USB介面， CR95HF-B则是针对PCB版所设计，可以很容易整合各种智慧型装置上，提供NFC读卡机的功能。

至于以NFC技术打造的电子钱包，在相关技术与应用已经非常成熟，加上智慧型手机已经成为现代人的必备工具，当结合近程付费及远程金融交易的功能，便可随时随地满足消费者的多元需求，因此潜藏的商机将会相当惊人。

不过由于近程支付牵扯到身分认证的问题，所以目前市面上也有多种安全规范问世，如Embedded SE、SWP-SIM、NFC Ctrl等等，而根据ABI Research的分析结果，SWP-SIM将会是市场主流。

这主要是因为手机中的SIM卡，原本就有属于该用户的个人资料，当结合NFC应用之后，可以提高交易的安全性，也能够省下身分辨识的难度。有鉴于此，意法半导体设计了ST21NFC与STM33系列的晶片，不仅能够与既有的SIM卡整合，也能透过MicroSD卡的形式整合NFC功能，简化合作夥伴开发新产品的时间。

意法半导体产品行销经理凌立民指出：「意法半导体的产品线非常完整，包含ST32、ST32M/C、ST33、ST21NFC等等，其中ST21NFCA是行动装置所设计的产品，其具备的低耗电特性，可以减少对电池能源的耗用。」相较于其他厂商而言，意法半导体不仅能提供完整的NFC解决方案，也能一并解决多数厂商最担心的安全问题，绝对是台湾厂商要进军NFC市场的最佳选择。