滿足新世代工業物聯網與邊緣運算需求，恩智浦 MCX 微處理器全新亮相

在工業 4.0 概念推出多年後的今日，邊緣運算不斷被加入應用，使得原本微控制器（MCU）必須處理的數據越來越多，當需要連接的終端越來越複雜，為滿足市場需求，勢必得提升微控制器效能，晶片大廠恩智浦（NXP）也因應這項趨勢推出全新 MCX 微控制器系列家族產品。

恩智浦半導體資深行銷經理黃健洲說明：「新世代 MCX 系列家族產品全面提供了採用 Arm Cortex-M33 核心架構的微控制器，並透通過廣泛採用的 MCUXpresso 軟體和 SDK 工具套件，提供具可擴展性及突破性功能的產品，加上簡化的系統設計，以及以開發人員為中心的體驗，能帶給使用客戶更加強大性能，並具多元化功能的產品。」

邊緣運算與低功耗嵌入式設備有助人工智慧發展

「恩智浦希望透過內建客製化神經處理單元 (NPU) 全新 32 位 Arm Cortex-M33 核心的 MCX 微處理器家族系列，將人工智慧 (AI) 導入低功耗的嵌入設備及邊緣設備當中。」黃健洲加強舉例：「相較於單獨使用 CPU，恩智浦的 MCX微處理器家族當中的旗艦款微處理器，在使用 NPU 執行機器學習運算時速度能夠提高 30 倍，若將人工智慧從雲端導入到消費和工業物聯網設備當中，能夠有效提高運作效能，滿足更複雜的應用需求。」

事實上，全新 32 位 Arm Cortex-M33 核心的 MCX 微處理器家族涵蓋多個系列，各系列都對應了嵌入式系統與物聯網設備的不同需求，提供工程師更多選項，更貼近實際應用的場景。MCX 微處理器家族當中包括滿足高性能、高度安全的 MCX-N系列、低成本 MCX-A系列、低功耗無線連接 MCX-W 系列，以及滿足超低功耗需求的 MCX-L 系列。有鑑於當前市場需求，恩智浦 MCX 微處理器家族依序將推出產品 MCX-N 系列，而後為 MCX-W，其餘的 MCX-A 系列與 MCX-L 系列則將在之後陸續亮相。

黃健洲補充，「當前恩智浦在微處理器產品上含括了幾大面向的重要產品，包括最高階具備整合性與效能的i.MX RT 跨界微處理器、還有性能需求導向的Kinetis K、LPC54000 MCU 和 LPC5500等微處理器、適用對成本及功耗敏感需求的KL和 K32L微處理器、以及入門級的 8 位元 S08PA到 32 位元 LPC80x微處理器產品，最後加上應用於工業及家電抗干擾領域的 KE微處理器。這些當前的微處理器在轉換成全新 32 位 Arm Cortex-M33 核心的 MCX 微處理器家族之後，將持續涵蓋這些當前產品的應用領域。」

▲ 恩智浦半導體資深行銷經理黃健洲。（Source：恩智浦）

MCX 微處理器囊括當前微處理器大多數應用場景

至於全新 MCX 微處理器家族所具備的特點，除了全新架構微處理器產品組合、使用 DSP、CORDIC、NN 等軟體進行性能加速之外，還有整合、效能等升級條件應具備的可擴展性、低功耗特性、簡易使用工具、以及擁有實務操作系統的支援等。以可擴展性滿足整合需求這點來說，全新 MCX 微處理器具備高達 2 MB 的暫存記憶體、節能和暫存管理控制器，以及高達 512 KB 的 SRAM，帶有糾錯碼（ECC）以提高及時表現。甚至還可外掛記憶體，滿足客戶不同的應用需求。

在簡易使用工具特性上，整合 DSP 為關鍵應用，包括無線、電機控制、類比、多媒體、語音提供最佳支援。而以智慧設計而言，提供具有信任依據、硬體加速加密的安全啟動，以及 EdgeLock 安全系統，透過靈活的介面和智慧設計，提供了開發人員在設計上能有更大的靈活性。

「在以開發者為核心的軟體基礎上，MCX 系列由 NXP 廣受歡迎的  MCUXpresso 開發工具和 SDK 軟體套件提供支援。由於統一的 SDK 軟體套件有助於極大化軟體的實用性，從而加快開發速度。」黃健洲進一步強調「而且，恩智浦不僅僅是在其 MCX 產品家族中添加更多 SDK 軟體套件，也是在進入邊緣運算的新時代當下，從根本上重新思考如何更好地建構靈活的微處理器產品組合，使系列產品具備可擴展與優化的特性，並可以成為當今和未來幾十年內節能工業和物聯網邊緣應用的基礎。」這樣的發展方向有助於設計工程師未來在應用 MCX 系列產品時，不會有過多的困擾，更能快速上手達到目標。

貼近設計工程師需求，MCX 系列產品對應各領域

在全新 MCX 微處理器家族中，旗艦的 MCX-N 系列具有與其他系列相同的 Arm Cortex-M33  核心架構，運算速度為 150 至 250 MHz。其具備廣泛的外圍設備，包括 NPU 和 DSP，以及 EdgeLock 安全系統，還輔以一系列包括數位訊號號處理（DSP）子系統。因為 MCX-N 系列具備強大 NPU 系統，對於 32 位元微處理器驅動的嵌入式和邊緣設備可在未來應用機器學習功能。

而在 MCX-A 系列，目標是以成本和產品上市速度是優先考慮關鍵。MCX-A 系列設計為了易於使用，同樣採用 Arm Cortex-M33 核心架構，但較 MCX-N 系列功能較為有限，運算速度也落在 48 至 96 MHz，以此降低成本。而 MCX-A 系列計劃一個封裝與 MCX-N系列相同，提供需要更高性能、額外記憶體，或更強安全措施的客戶選擇，加強產品延伸到 MCX-N 系列。

至於 MCX-L 系列運算速度為 50 至 100 MHz，同樣採用 Arm Cortex-M33 核心架構，具有可選性能提升模式，超低工作電流及漏電流設計，目的在盡可能降低邊緣物聯網設備的功耗狀況，並使用動態電壓調整和偏置電流等技術來降低活動和待機時的功耗，延長工業和消費物聯網系統壽命，也延長了邊緣運算設備寶貴的電池使用時間。而最後的 MCX-W 系列運算速度為 32 至 150 MHz，是恩智浦為物聯網設備增加的無線連接產品，支援藍牙 BLE 5.2，是一款為降低零組件成本所開發的微處理器，這對恩智浦而言是一款革命性的微處理器產品發展。

最後，黃健洲針對價格效益及量產期程則表示「目前全新 MCX 微處理器家族均採用 40 奈米製程技術生產，具備相關成本效益。而首批全新 MCX 微處理器預定於 2022 年年底開始提供樣品，預計 2023 年正式量產。」

（首圖來源：恩智浦；圖說：恩智浦推出全新 MCX 微控制器產品組合，推動新時代進階工業應用與物聯網邊緣運算。）