PSoC 6

作者:潘九堂 转载来自于电子产业前沿

“以前我们总把PSoC架构和MCU撇清关系,显得很高冷,也没有人把我们当作MCU厂商,但事实上我们PSoC大量应用于嵌入式应用领域。从PSoC 6开始,我们强调PSoC架构就是MCU,是专门针对嵌入式尤其IOT应用的MCU+平台,比一般的MCU平台更强大”。

3月末,赛普拉斯推出首款专为物联网(IoT)设计的MCU架构PSoC6发布上,赛普拉斯MCU事业部市场部总监陈丽华表示。

PSoC 6基于低功耗40纳米工艺,双核 ARM Cortex-M4与Cortex-M0+架构,并提供一个基于硬件的可信任执行环境 (TEE),应对新兴物联网应用所面临的性能、成本、功耗、灵活性和安全性等相互矛盾的需求,可以说是一个专门针对物联网应用的通用MCU+平台。


图:通过几起并购整合,赛普拉斯已经从细分市场的隐形冠军成为主流的半导体公司 (全球排名19位)

PSoC 6也是最近赛普拉斯发布CYPRESS 3.0公司战略后的首个重磅产品,体现了赛普拉斯从细分市场的隐形冠军向主流厂商转型,希望成为汽车/工业/IOT等高增长高价值嵌入式市场的全能王,并且淡出一些低毛利低增长的领域。

CYPRESS 3.0:从隐形冠军到嵌入式全能王

作为一家有30多年历史的芯片厂商,赛普拉斯(Cypress)过去一直是一家小而美的隐形冠军,销售收入在几亿美元级别,主要产品是SRAM存储芯片、USB控制芯片以及可编程MCU产品PSoC,后者大量用于iPod等消费/家电触摸按键、特斯拉中控触摸屏和Type-C接口。

CYPRESS 3.0:打造高增长嵌入式市场全能王(控制/连接/存储)

伴随着最近几年的半导体产业整合大潮,赛普拉斯也做了两次较大收购,首先是2015年收购NOR闪存龙头和MCU厂商Spansion,然后是2016年收购Broadcom的IOT无线连接业务。

至此,赛普拉斯可以提供覆盖存储、控制/处理(MCU/PSoC)和连接芯片(无线连接/USB)在内的完整嵌入式系统解决方案,并且在汽车仪表盘、SRAM、NOR Flash、USB Type-C控制器等多个领域的市场份额都居全球第一。通过并购,2016年赛普拉斯的销售收入接近20亿美元,在全球整合器件供应商(IDM)排名第19位,可以说已经成为了一家主流的中大型芯片厂商。


图:未来5年赛普拉斯存储、控制/处理、连接三大业务的发展目标

不仅规模变大,赛普拉斯也希望变得更加健康,更加强大。2016年,赛普拉斯的销售毛利率不到40%,运营利润只有11%,这对一个芯片公司并不是一个很好看的数字。赛普拉斯的策略是更加强调高增长和高毛利的嵌入式市场,如汽车、工业和消费类IOT市场,而淡出诸如消费类存储这类低毛利低增长的市场,希望在销售收入实现高于业界水平的增长的同时,大幅提升销售毛利率和运营利润率。


图:赛普拉斯希望通过高增长高价值市场,成为一家更加健康和强大的公司

赛普拉斯总裁兼CEO Hassane El-Khoury举例说,一台入门级汽车内半导体含量是100美元,而一台高高端汽车的半导体含量是1,000美元。相比于整个半导体行业约为3%(在好的情况下)的增长率,以及汽车用半导体约为5%的增长率,先进辅助驾驶系统(ADAS)的增长率是18.8%,联网汽车是14.1%,信息娱乐系统是8.7%,仪表盘系统是8.2%。


图:赛普拉斯拥有高增长IOT市场所需的控制/连接技术及完整开发平台和生态系统

独特定位:一站式嵌入式方案供应商

相比竞争对手,赛普拉斯宣称其优势在于能够提供一站式嵌入式方案,并非单个的产品,而是MCU、无线连接/USB连接、模拟、存储解决方案的组合,有些时候还需要与合作伙伴或客户的IP互相配合,并与配套软件一起,协同工作。


图:赛普拉斯通过并购整合,成为一站式嵌入式方案供应商

另外,赛普拉斯嵌入式设备无线互联(WICED)软件,拥有超过11000个用户基础的社区,以及自动接入云端的能力,简化了设计师的工作,并加快了产品的上市速度。


图:相比传统的MCU或无线连接芯片厂商,赛普拉斯的产品线更齐全

赛普拉斯的陈丽华表示,赛普拉斯的竞争对手主要有两类,一类是传统MCU厂商,一类是无线连接芯片厂商,只有赛普拉斯拥有更完整的低功耗MCU和无线射频技术。

PSoC 6可编程双核架构
——满足IOT灵活/可伸缩/安全性需求

作为赛普拉斯可编程MCU架构的延续,PSoC6首次采用了双核 ARM Cortex-M4与Cortex-M0+架构,可以很好平衡了IOT应用对灵活性、性能、成本和功耗的需求。


图:PSoC6的双核架构,兼顾灵活性、性能、成本和功耗需求

40纳米SONOS处理技术使PSoC 6 微型控制器架构能够在ARM Cortex-M4 和 Cortex-M0+ 内核上分别以22 µA/MHz和15 µA/MHz 工作电流实现业内领先的功耗。凭借动态电压与频率定标 (DVFS) 技术,PSoC 6 微型控制器架构可同时提供保证核心性能与低功耗所需的处理能力。

双核架构实现了功耗优化的系统设计,其中的辅助内核可以用作降低主内核功耗,使主内核进入睡眠状态。PSoC 6提供一个基于硬件的TEE,具有安全启动能力与集成安全数据存储的能力,以保护固件、应用程序和安全资产,比如密钥等。


图:超低功耗是PSoC6双核架构的优势

针对不同的应用需求,PSoC 6家族包括一系列产品。陈丽华介绍说,如果不需要互连互通的传统嵌入式应用,需求明确,价格敏感,可以选用价格最低的入门级单核60系列;如果有一些加密和定制需求,则可选用可编程单核61系列;如果有明确无线连接需求(如可穿戴)可选择高集成度的63系列;如果需要灵活性和高性能,可选择62系列;另外还有专门针对电机控制的65系列。


图:PSoC 6家族不同系列满足不同应用需求
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来源:电子产品世界

近日,Cypress宣布推出其PSoC MCU家族的第6代产品—PSoC 6,号称是专为物联网(IoT)设计的。该公司称新一代的亮点是低功耗、高效率与安全性,采用40nm制程。

笔者结合各家MCU的优势,认为PSoC 6的此次亮点是:一次发布五大系列,产品覆盖领域广;集成Wi-Fi、BLE等通讯功能。

下面先梳理看一下此次发布会的概要,再进行进一步分析。

Cypress MCU事业部全球产品及中国区市场部总监陈丽华主持了此次发布会。她首先称Cypress近十多年来进行了多次收购,才积累和丰富了MCU产品线。例如十多年前收购了西雅图的一家微系统公司,拥有了MCU架构和CPLD技术,推出了PSoC。2014年底并购了Spansion/富士通MCU部门、去年并购了博通IoT部门等。因此现在产品覆盖存储器、MCU、通讯等,为进军物联网打下了基础。
 
PSoC最成功的应用之一是家电领域,例如白电的触控按键,还有手机和可穿戴的触控产品,主要采用了CapSense触控屏。

这次发布会的重点是IoT PSoC。谈到物联网,需要兼顾安全(security)、低功耗、灵活性、成本,并要填补MCU与MPU之
值得一提的是低功耗方面,PSoC 6创造了多项低功耗记录。例如RTC休眠可达到300-600nA,深度睡眠达到4.5µA,Cortex-M4在活动模式达到22uA/MHz,堪称业界最低。

Cypress诞生PSoC 6,用“MCU+”实现物联网

PSoC 6有五大系列:连接系列,电机控制系列,超值入门系列,可编程系列,高性能系列。

PSoC 6有电机控制系列。那么,IoT与电机的关系如何?实际上,整个IoT应用会拓展,电机可以作为IoT的节点,例如可以控制冰箱或工业电机等。

Cypress诞生PSoC 6,用“MCU+”实现物联网

PSoC 6的后三系列是专为IoT设计的,适合少量、灵活应用。

由于客户需求不同,Cypress提供模块或芯片两种方案,其中PSoC 60、61、63系列可以和radio通讯组成模块。

由于这两三年Cypress并购了一些新公司,例如博通IoT部门,因此在MCU中增加了专业的radio功能,芯片的集成度会更高。例如,尽管有的竞品radio强,但MCU的运算能力较弱,而Cypress的二者均实力雄厚。

至此,笔者又产生一个问题:Cypress所收购的博通IoT部门,主打产品是WICED,里面有Wi-Fi、BLE,也有MCU,与PSoC是否会有业务重叠?陈丽华称WICED是软件开发的环境,像ARM的Keil开发工具一样,主要做物联网软件,其中会用到Cypress的PSoC。

PSoC的目标市场是什么?IoT包罗万象。PSoC 6的客户有两大类:一类量大,对成本敏感;另一类有特殊需求,但批量不大,对成本不太敏感。

PSoC的定位是“MCU+”,低功耗、可编程性是其他MCU没有的。

PSoC 6为何一下子推出这么多系列?忙得过来吗?例如PSoC 65定位电机领域,很多公司之前已深耕多年。

实际上,PSoC 65借鉴了收购的富士通MCU(注:当年被Spansion收购)对电机的经验。
 
另外,值得指出的是,客户选型时,不仅看中某一款芯片或某个功能特优,还要考虑整体的软件与系统的维护能力,PSoC有Creator集成的开发工具,再加上丰富的产品线,能为客户提供良好的服务。

另外,经过这次整合,Spansion的MCU也融合进来,会带给客户一个干净的路线图。

小结

看到此,可见Cypress的PSoC路线图已经十分清晰,目标物联网,全线产品发力。

而且经过收购,在raido、闪存/存储方面的技术实力大增,打通了面向物联网的连接之路。

在发布会上,Cypress还送给每位媒体人一束满天星干花,寓意PSoC 6将像满天繁星一样长久。

Cypress诞生PSoC 6,用“MCU+”实现物联网

笔者认为,PSoC 6已呱呱落地,并已拥有宏大愿景。接下来还需要深入细致地培育,去向一个个物联网垂直行业渗透。尽管这些物联网市场很新,但已有来者,而且经过多年的MCU企业的并购整合,哪家的实力都不可小觑。这更是一场硬仗!

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