microcontroller(微控制器)又称mcu或μc，是现代电子设备中不可或缺的核心器件之一，担负着控制、运算、信号转换及处理、通信等多项工作，人们日常生活中的大部分电器都或多或少地采用了不同架构、不同性能的mcu。

mcu按照总线位数来说，可分为4位、8位、16位、32位和64位，由于制造工艺的改进，8位mcu与4位mcu的价格相差无几，8位mcu已成低端市场的主流。针对4位mcu，大部分供货商采用按单生产，主要用于低端的电子产品上。16位mcu广泛用于手机、数码相机、汽车等中低端应用。32位mcu以基于arm内核的产品为代表，是增长最快的市场，st、飞利浦、夏普、nec、瑞萨、三星等公司开发了许多基于arm内核的mcu，主要用于各种手持设备和需要高性能的其他电子产品。而mips、tensilica、arc在32位市场中所占的份额很小，不过他们均已进入中国市场，希望借中国巨大的ic市场翻身。

mcu市场增长潜力巨大

根据wsts市场调研公司的资料显示，mcu产品2004年的销售额达到120亿美元，出货量为70亿片，比2003年增长了27%以上，超过半导体行业18%的年平均增长率。随着微电子技术的飞速发展，mcu已成为低成本器件，其应用面更加广泛，已全面渗透到人们的日常生活中。ic insight和wsts公司预测，mcu市场将从2004年的120亿美元发展到2008年的160亿美元。而在mcu产品中，增长速度最快的是32位mcu产品，市场总值将从2004年的27亿美元增至2008年的67亿美元。2004年8位mcu占总出货数量的55%以上，而32位mcu约占7%。但从销售额来看，8位mcu为39%，32位mcu为30%，因此预计在未来4年32位mcu将以20%的速度增长。

mcu市场的两大驱动力是消费电子和汽车电子，特别是对中国市场来说，庞大的传统家电产业对mcu有着巨大的需求，市场增长速度较为平稳；而中国消费电子产业发展迅速，极大地拉动了对mcu的需求，从而使得数字消费类mcu在消费类mcu市场中所占比例上升较快。在2004年中国消费类mcu产品市场结构中，8位mcu仍然是市场的主力产品，销售量占据中国mcu市场51%的份额。此外，由于中国拥有巨大的小家电产业规模，从而对4位低端mcu仍然有较大的需求。而数字电视、机顶盒以及数字家庭市场的陆续启动，必然带动对16位、32位高端mcu的需求。

据strategy analytics的报告指出，2004年汽车电子业总市值将达到151亿美元，未来5年内汽车电子装置成本将占到汽车整车成本的50%左右，其中mcu将担任重要的角色。汽车智能化的进展促使车用mcu的数量不断提升，如8位和16位mcu主要用于仪表控制、abs、仪表和安全气囊等方面，而随着控制精度需求的提升，16位mcu正逐步取代8位mcu成为车用mcu中增长最快的器件，32位mcu则将在发动机控制、汽车导航、音响及汽车智能等方面找到用武之地。

16位mcu不断集成创新

8位mcu的厂商众多，不但有飞利浦、st、nec、东芝、飞思卡尔、microchip、ateml、瑞萨等大厂，中国台湾地区的盛群半导体和凌阳科技近几年也异军突起，在小家电、工业控制等领域的市场份额和销售额取得了长足进步。与10年前相比，现在的8位mcu不但尺寸缩小了，功耗降低了，功能也增加了lcd驱动器、pwm控制器、高性能的模数转换器和闪存，有的还提供了i2c、spi、can等新接口，提供了休眠和停机下的低功耗工作模式。

32位mcu则主要用在手机、pda、便携式多媒体播放机、机顶盒、网络安全等产品当中，随着制造工艺的进步，32位mcu的价格也变得平易近人了，开始和16位mcu争夺中端市场。例如，飞利浦推出了arm9核的90nm32位mcu lpc3000，该器件采用的90nm技术支持1v操作，与3v相比，可减少9倍的功耗。而arm9系列也提供多项电源管理功能，包括可以进入低功率状态，直到出现岔断或除错请求。lpc3000包括集成的usb on-the-go (otg)和完整的usb open host controller interface (ohci)主控能力等外设功能，无须外部控制器，进一步降低功率消耗和成本。lpc3000也将提供一个多阶层nand flash接口，让消费者能选择更高密度和低成本的闪存。lpc3000的外设包括7个uart、spi、i2c、usb、实时时钟、nand flash接口及其他接口，提供一个向量浮点辅助处理器，支持单精度和双精度运算，以满足马达控制等信号处理应用的需求。

32位mcu的最大好处是可以支持大容量的存储器和提供大量的i/o接口，一方面可以容纳越来越大的程序来满足复杂的控制需求，另一方面大量的i/o引脚可以节省许多外围器件，例如深度fifo、uart上的附加寄存器组以及数模转换器上的附加插入电路等，从而降低系统成本。

夹在8位和32位mcu之间的16位mcu似乎有些尴尬，低端市场受到性能不断增强的8位mcu的挤压，高端市场基本上是32位mcu的天下，而且32位mcu的价格不断下滑，侵占了许多16位mcu的市场份额。不过，这并不意味着16位mcu没有用武之地了，各家公司仍在不断推出新的16位mcu，以满足客户的多样化需求。

英飞凌推出的xc164s/d/n是xc16x系列中的16位mcu，