無所不在、無所不能的M051

新唐科技微控制器產品行銷企劃部經理 黃日安。

在成本相近的情況下，廠商提出以32位元MCU，取代以往8位元的8051單晶片為訴求，以較高運算效能、內存需求與多樣化的應用，加速使32位元MCU成為市場應用主流…

新唐科技(Nuvoton)微控制器行銷企劃部經理黃日安，先以IC Insights與DIGITIMES統計與預測數據指出，8、16與32位元MCU在2009年、2010年市場產值分別為41億/34億/41億美元與43億/36億/46億美元，看得出32位元MCU早已超越8/16位元MCU而成為市場主流，預估2011年將進一步成長到44億/39億/52億美元。他也提到，新唐於2009年推出32位元MCU，並將價格壓低到接近8/16位元MCU，使業界能享有低價位、高效能的32位元MCU產品。

黃經理表示，在1992年，新唐就具備了8bit 8051 MCU的設計技術與經驗，2002年取得ARM公司ARM7、ARM9架構的IP授權，開發ARM7、ARM9的SoC系統單晶片；在2009年取得ARM公司的Cortex-M0 IP授權之後，進一步開發NuMicro Cortex-M0 MCU微控制器系列。

新唐的MCU產品線規畫與定位

具備20年MCU研發經驗的新唐科技，其8位元微控制器產品有低腳位數LPC系列的N79E855、N79E845、N79E825、W79E8213/2051/4051，採16~28pins腳位設計，提供I2C、SPI、UART、PWM電源管理、NVM、10bit ADC轉換電路&內建RC OSC，內嵌快閃記憶體從2K~16KB；中階W78E052/54/58/516/365、W77/W79等標準8051 MCU，提供I2C、SPI、UART、PWM電源管理功能，腳位設計40~48pins；N78E055/059/517/366、N78S052/054等高階8051 MCU，腳位數同樣為40~48pins，則提供I2C、SPI、UART、PWM電源管理、內建RC OSC & NVM，強化低功耗表現與抗噪訊。

隨時代的演進，8bit MCU不足以因應當前需要高效能的嵌入式應用，故新唐於2002年取得ARM公司ARM7、ARM9架構的IP授權，開發ARM7、ARM9的SoC系統單晶片NUC500、NUC700以及NUC900。NUC500根基於低成本80MHz ARM7TDMI微核心，內建SPI Flash與OTP編碼介面、USB 2.0高速匯流排控制器、ADC、Audio DAC與週邊介面，無需外掛SDRAM即可獨立運作；NUC700則根基於80MHz ARM7TDMI微核心，具備指令╱資料快取與SDRAM記憶體介面控制器，提供USB 2.0高速匯流排主控器、Ethernet乙太網路控制器、LCD螢幕驅動線路、SD記憶卡讀卡機線路與週邊支援。

高階的NUC900則根基於200MHz的ARM926EJ-S核心，同樣具備指令╱資料快取與SDRAM記憶體介面控制架構，有多種開機模式，並提供USB 2.0快速匯流排主控器、LCD螢幕驅動線路、支援ECC4等級的NAND flash介面和SD記憶卡/讀卡機線路、ATAPI介面與週邊支援。

黃日安指出，在以往低階入門有8bit 8051 MCU產品線，新唐在這一個領域擁有20年經驗，在高端高階市場則有2002年取得授權的ARM7/ARM9產品線，這部分新唐也有10年經驗，當2009年新唐推出Cortex-M0微核心架構的MCU產品線，適時的填補並滿足市場介於ARM7/9和8051的性價需求。

新唐Cortex-M0架構的產品線

黃日安進一步介紹採用Cortex-M0架構的MCU產品線。NuMicro NUC122系列是繼2010年NUC120 USB系列Cortex-M0微控制器的小封裝與省電版，可作為USB HID/UAC/Mass Storage裝置、USB橋接器、無線USB Dongle、USB遊戲控制器與USB讀卡器(機)等USB週邊應用；NuMicro NUC130/140運作時脈達50MHz，核心提供單週期32位元硬體乘法器、支援32個外部中斷/4級優先順序的NVIC巢狀化向量可中斷控制器，最大16KB SRAM與128KB Flash記憶體設計，並提供最大4KB容量的Flash 空間作為韌體在線更新ISP功能；提供8通道12-bit ADC，支援USB 2.0、LIN Bus與CAN Bus工控╱車用電子控制匯流排，提供豐富的內建資源如IrDA、PWM、RTC、Comparators、Brown-out Detect、GPIO、DMA與4組32bit計時器，以及提供UART、SPI、I2C等高速介面。

NuMicro NUC130/140操作電壓採2.5~5.5V寬電壓設計，工作溫度符合工業規格-40~85℃，內建RC振盪器，提供室溫下正負誤差1%的精度，強靜電防護(ESD)與抗電磁干擾；每1顆晶片唯一內碼，避免應用產品被仿冒，同時它內嵌可記錄參數的Data-flash、低電壓重置和欠壓檢測電路。NUC130/140/4適用於車身網路控制系統、汽車電子診斷系統、嵌入式網路應用、電梯網路控制系統以及工業及自動化控制的應用。

被列為2011年銷售重點的NuMicro Mini51系列，將以0.42美元起為單價震撼市場。Mini51乃最具性價比、低腳位數的Cortex-M0 MCU，運作時脈24MHz，核心提供單週期32位元硬體乘法器、支援32個外部中斷/4級優先順序的NVIC巢狀化向量可中斷控制器，最大2KB SRAM與16KB Flash記憶體設計，並提供最大2KB容量的Flash 空間作為韌體在線更新ISP功能；提供8通道10-bit ADC、2組電壓比較器、6通道PWM支援中央對齊、死區控制及故障偵測停止功能 ，30個GP I/O、1組24bit系統計時器與2組32bit計時器，可作為工業控制、直流無刷電機控制、自動化系統控制、一般通用控制等應用。

黃日安進一步指出，NuMicro Mini51關鍵特性在於快、穩、準、省、好。24MHz(21.6 DMIPS)高運算量，帶32位元單週期乘法器，以及高速通訊外設：SPI (12MHz)、I2C (1M)、UART (16-FIFO, 1M)提供快速運算與介面運用；內置POR/BOD重置電路，以及內建10K RC驅動高可靠度看門狗計時器，提供高抗干擾能力；高精度22MHz RC振盪器，可由外部32.768 KHz自動校正精準度，小封裝高集成度、提供豐富外設介面的高性價比32位元MCU，提供低功耗和10KHz/32.768KHz喚醒模式；再加上好上手的低價開發工具(NuTiny-Mini51)，提供完整的驅動函式庫；在升級韌體、資料Flash規劃與線上除錯方面，都相當容易規劃與維護，其採取與M051相容的QFN33腳位設計，可方便客戶做腳位兼容升級的設計。

NuMicro Nano100系列則定位在超低功耗消費電子類電池應用產品上，例如液晶電視或智慧家庭遙控器、3D空鼠/體感控制器、GPS運動手錶、記錄器，智慧讀卡機等。Nano100採取多重功能模組設計，除了主核心如Cortex-M0、系統周邊UART、SPI、I2C、I2S、PWM、SmartCard、12bit ADC、12bit DAC、32bit Timers、Watchdog、12MHz RC OSC、RTC、PDMA與GP I/O等15個模組之外，Nano100系列提供64KB Flash/16KB SRAM與觸控模組(Touch Key)、Nano1100系列提供LCD驅動模組、Nano120 USB應用系列則加入USB模組；Nano130則提供64KB Flash/16KB SRAM模組、觸控模組(Touch Key)、LCD驅動與USB模組，預計下一代Nano系列將提升到256KB Flash、32KB SRAM，並加入16/24bit ADC以及OPMAP模組。

黃日安表示，Nano100系列功能為32MHz工作時脈，提供單週期32位元硬體乘法器、32個外部中斷/4級優先順序的NVIC巢狀向量中斷控制器，最大16KB SRAM與64KB Flash記憶體設計，提供最大4KB容量的Flash 空間作為韌體在線更新ISP功能；具備1.8~3.6V低操作電壓、標準╱睡眠╱待機功耗為200μA/100μA/3μA@MHz，提供16通道電容觸控按鈕，LCD驅動最多達160點；提供8通道12-bit ADC&DAC、89個GP I/O、1組24bit系統計時器與看門狗計時器、512 Bytes USB緩衝區與PDMA/VDMA支援。

簡易與多樣的開發工具與環境

黃日安指出，NuMicro Family家族提供簡易與多樣的開發工具與環境，像是NuMicro-SDK、NuTiny-SDK、NuLink-Pro與NuGang，另外有Nu-LB-M051、Nu-LB-NUC140、Nu-LB-Mini51與Nu-LB-Nano100等簡易的學習板。至於硬體開發與除錯系統，藉由NuTiny-EVB評估板連接NuTiny-Me除錯模組並外接USB埠介面與IAR System、KEIL或CooCox等開發與偵錯環境連接做除錯。

軟體支援部分，有Keil RVMDK評估軟體、IAR EWARM評估軟體、NuTiny-SDK快速學習步驟，以及新唐提供的軟體支援整合包：包含驅動/軟體庫/RTOS、USB HID/UAC/Mass Storage、CMSIS compliant、範例程式，以及技術參考手冊與線上訓練課程。另外在燒錄器也有協力廠商的支援。

黃日安總結指出，新唐科技於2008年從華邦電子邏輯IC事業群分割出來，已累積達20年MCU事業基礎、10年ARM軟硬體豐富經驗，目前擁有100多位專業工程師的強大R&D資源，32位元Cortex-M0 MCU產品開發從導入到第1顆量產不到6個月，提供從33 pins到100 pins、低功耗到高性能的各階段最優性價比的MCU產品，協助業界獲得從8位元8051到中高階32位元MCU開發應用的最佳支援。