MCU，又变天了
这段时间，MCU领域涌现出不少新动向。MCU的边界似乎正在被重新定义。
一方面，Synaptics推出了xMCU，它集成了CPU、DSP和NPU，还引入了类似HBM的宽带宽存储架构，旨在赋予MCU更强的本地AI处理能力；另一方面，英飞凌、TI和NXP等厂商开始强化PQC能力，将后量子密码技术引入新一代MCU。与此同时，NPU也开始向低成本MCU下沉，单颗MCU控制多台电机的方案也在持续演进。
那么，MCU正在经历哪些变革？这些新技术又会给嵌入式开发带来怎样的影响？今天EEWorld就来梳理一下这些趋势和厂商动态。
HBM的概念，也要引入到MCU里？
Synaptics在10月20日发布的Astra SR200系列新产品颇为引人注目，它为自己定义了一个全新的分类——xMCU。
当然，xMCU并非仅仅改名那么简单，它与传统MCU有所不同，将所有组件都整合到一颗MCU中，使其具备原生的AI计算能力：
首先，是异构设计。它率先采用了M85+M52（原安谋科技“星辰”STAR-MC2）的组合，这两个内核都相对较新，基于Armv8.1-M架构，也就是说都支持Arm Helium技术。Helium的主要作用是为AI计算服务，能为小型低功耗嵌入式设备的DSP和ML应用带来显著的性能提升，无需专用NPU即可在端点中部署更多计算密集型ML推理算法。
其次，集成了Synaptics Torq NPU，用于专用的神经网络处理。Torq NPU是Synaptics与谷歌在Coral架构上联合工程工作的延续，可提供400 GOPS的专用神经处理。虽然像GOPS这样的原始规格数据提供了基本基准，但Torq的真正价值在于其实际功能能力。集成加速器使SR200能够直接在设备上执行本地化语音识别，包括实时文本转换、多对象场景分类、空间分割和图像识别。此外，Synaptics的开源MLIR/IREE编译器支持行业标准的机器学习框架和模型格式，可替代厂商专有的工具链，将Coral平台在边缘AI领域的技术积累拓展至超低功耗、始终在线的物联网应用。
第三，在外部存储扩展方面，Synaptics推出了一种封装内定制DRAM接口，其工作方式类似于高端数据中心芯片中采用的高带宽存储器（HBM）。Synaptics将这一类似HBM的技术引入MCU市场，并将存储容量扩展至数百MB。这一专用DRAM数据通路能够以极高的速度向SR200系列的计算内核传输海量神经网络参数，使芯片可以在本地运行复杂的多模态AI模型。更重要的是，与市场上其他DRAM解决方案相比，这种宽带宽存储架构在实现高速数据传输的同时，还能将存储功耗降低300%。
根据Synaptics的说法，通过将Cortex-M85、Cortex-M52、DSP和Torq NPU整合成一个统一结构，Synaptics使MCU能够进入入门级Linux处理器领域，而无需承担典型的MPU功耗。换句话说，这颗MCU也算得上是跨界MCU了。
具体配置如下：
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为何Synaptics要打造这样一款产品？Synaptics在博客中表示，边缘AI正在改变MCU的设计挑战。当设备需要在严格的功耗限制下，持续处理视觉、语音、音频和传感器数据时，仅仅提高CPU运行速度或增加一个AI加速器已经远远不够。处理器必须获得充足的数据供给，才能充分发挥计算能力；合适的计算资源必须在恰当的时机被唤醒；整个系统还必须能够在微瓦级监测与高性能推理之间灵活切换，同时具备应用处理器级别的性能和I/O能力。
这正是Synaptics希望通过Astra SR200系列xMCU解决的设计挑战。Astra SR200系列将以视觉处理为核心的SR100和以音频处理为核心的SR80所采用的设计理念融为一体，从底层构建了一套原生支持AI、具备高容量可扩展存储能力的架构，并支持有机扩展。SR200系列由面向不同市场和应用开发的多条产品线组成。
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M33+PQC成为新竞争点
PQC（Post-Quantum Cryptography，后量子加密）前阵子颇为热门，之前EEWorld在《嵌入式行业变天，厂商都在死磕PQC后量子加密》一文中也提到了这项技术。通俗地解释，就是通过软件升级或配备专门的硬件单元，提前防范未来量子计算可能带来的“先窃取、后破解”威胁。
最近，MCU厂商正在加大对PQC的关注力度。
英飞凌在10月19日扩展了PSOC Control C3系列，推出了PSC3M/P6。这款产品特别强调了后量子密码（PQC），符合美国商业国家安全算法套件CNSA 2.0针对固件保护提出的要求，并支持PSA Level 3安全架构，助力工业设备提升固件安全性、应对后量子时代的安全挑战，并满足欧盟《网络弹性法案》（CRA）的相关要求。
配置上，它采用了基于最高主频180MHz的Arm Cortex-M33内核，集成了实时电机控制、电源转换和先进安全功能，单颗MCU最多可控制四台有传感器或无传感器的无刷直流电机，适用于工业驱动、无人机、智能家居、家电、机器人、可再生能源、通信服务器、数据中心及数字医疗等领域。
它还集成了快速、高精度的模拟处理与数字控制能力，可提升控制环路精度和系统能效，同时支持宽禁带功率器件，适用于高转速电机控制、功率因数校正（PFC）及电源转换系统。此外，片上运算放大器、USB和I3C接口也进一步拓展了产品的应用范围。
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除了新产品，EEWorld还注意到英飞凌最近建立了一个PQC的专题页面，上面详细列出了支持PQC的产品。
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无独有偶，EEWorld发现TI最近在官网也更新了采用M33内核的混合信号MCU MSPM33C321x，这应该是TI首次使用M33内核。
在Datasheet里，EEWorld发现，这款产品通过高效的软件库支持后量子加密（PQC）。除此之外，MSPM33C321x还集成了AES、SHA以及公钥密码算法（RSA和椭圆曲线密码ECC）的硬件加速功能、TrustZone技术与全局安全控制器（GSC）、集成不可变信任根（RoT）。
MSPM33C321x MCU最多提供1MB嵌入式Flash程序存储器和256KB SRAM，并额外配备一个32KB高耐久性Flash数据存储区，用于保存应用数据。所有存储器均在整个存储空间范围内集成错误校正码（ECC），以确保设备在整个生命周期内稳定、可靠地运行。
MSPM33C321x MCU还集成了高性能模拟外设，包括两个12位、9.4MSPS的同步采样模数转换器（ADC），以及两个高速、低功耗比较器。比较器既可以与高级定时器配合，在芯片内部实现故障检测，也可以用作外部低功耗电压监测器。
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NXP也推出了M33+PQC的产品。今年8月18日，NXP推出一颗MCU同时加入了10BASE-T1S、PQC和Rust，目前正在提供样片。
参数方面，Cortex-M33最高240MHz，最高2MB Flash、640KB RAM，集成了10BASE-T1S数字PHY、PQC硬件信任根、PSA Certified Level 3安全能力，部分型号支持Rust，以及USB HS、CAN FD、I3C等接口。
NXP特别有意思的地方有三个：
第一，工业MCU开始自己发现网络拓扑。MCX A5可以对网络中的节点进行拓扑发现，将工业传感器、执行器组成的网络映射出来。对于大量现场设备而言，这可以降低安装、调试和设备维护的复杂度。
第二，10BASE-T1S正在从汽车走向工业末端。一条单对线可以连接多个节点，工业传感器和执行器有机会直接进入以太网网络。MCX A5集成数字PHY，但仍需配合TJF1410模拟PMD收发器，不能理解为完全省掉外部物理层器件。
第三，NXP将PQC和Rust放进同一个MCU平台。一个解决长期密码安全问题，一个解决软件内存安全问题。这比单纯添加AES或安全启动功能更有研究价值。
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M0，也开始加NPU了
给MCU里加NPU不是什么新鲜事儿，比如STM32N6、PSoC Edge E82、MAX78000这些产品已经开始有了很多应用。不过现在有一个新趋势，是AI计算开始进入MCU的低成本区间。
2026年3月，TI发布MSPM0G5187，采用80 MHz Cortex-M0+，集成TinyEngine NPU，配备128 KB Flash和32 KB SRAM。TI称，与类似的无加速器MCU相比，特定AI推理任务的延迟最高可降低90倍、单次推理能耗最高可降低120倍。
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无独有偶，ROHM于2025年公布Solist-AI方案，使用48 MHz Cortex-M0+和自研AxlCORE-ODL AI加速器，面向设备端异常检测。其特点不只是推理，还支持在设备端进行小型神经网络的学习和推理。官方给出的约1000倍处理速度提升是相对于传统软件MCU的理论比较值。
MCU同时控制四台电机
过去每台电机配置一颗控制MCU，现在可以尝试由一颗性能更强、外设更丰富的MCU统一管理，从而减少控制芯片数量和PCB面积，降低系统BOM成本。
上文中，英飞凌于10月19日发布的PSC3M/P6系列中，PSC3M6明确支持单颗MCU控制最多四台无刷电机。它采用180 MHz Cortex-M33，集成了高速ADC、精密PWM和电机反馈接口。
值得注意的是，英飞凌将四电机控制与电源转换、机器人、无人机及数据中心电源等应用放在同一产品布局中。
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RX72T是已经有公开四电机控制演示的成熟案例。它采用200 MHz RXv3内核、多个PWM定时器和三组ADC，支持单颗MCU分别控制四台电机的无传感器矢量控制（FOC）。瑞萨公开的示例中，每台电机的控制计算约为8 μs，控制周期为50 μs。需要注意，这个结果对应特定演示条件，并非所有四电机应用都能达到的性能。
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本文来自微信公众号“电子工程世界”（ID：EEworldbbs），作者：付斌，36氪经授权发布。
