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8位MCU变身32位MCU?

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JaneHui|  楼主 | 2013-12-19 11:02 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
目前的MCU市场分为三个部分, 8位、16位和32位内核(4位内核MCU现在已相当少用,故在本次比较中将其忽略)。对于这三个部分中的每一个,其规模大体相同。传统上8位内核占最大的市场份额。根据一些分析人士报告,可能32位内核市场占有率已经超过了8位内核。即使目前尚未超过,时间也不会太长。32位内核市场份额是迄今为止增长最快的。8位内核和16位内核仍在增长,但在速度方面远不如32位内核(8位内核的增长速度仍快于16位内核)。
 
在很长的一段时间内,很多人相信16位MCU可能会被8位MCU和32位MCU取代。目前的32位MCU器件采用最新技术制造(与8位内核和16为内核相比)。
 
MCU制造商能够使用这些最新的技术,使得32位MCU体积变得越来越小,因而变得越来越廉价。由于32位MCU所具有的价格和性能,很多分析人士相信,设计工程师将跳出16位领域,直接转向具有高性能的产品,保证其设计的未来。
 
8位MCU无论是在性能还是存储处理能力方面均达到了其极限。这也是目前存在16位和32位MCU的原因之所在。随着行业按照摩尔法则的轨迹发展, 32位MCU变得越来越小和越来越廉价,以至于在传统的8位和16位领域方面也具有了竞争力。
 
与8位和16位MCU相比,这些新的32位MCU具有更高的处理能力。典型的8位MCU的速度在10~30MIPS之间。16位MCU介于20和40 MIPS之间。而新的32位MCU通常具有80~ 100 MIPS的处理能力!这是处理能力和速度方面的重大改进。
 
与8位和16位MCU相比,很多 32位MCU具有更小的体积,通常具有更低的功耗。较小的体积通常意味着更好的功耗、更低的电流消耗和更低的有效输入电压。一些新产品的休眠电流几乎无法测量,提供的输入电压低至0.5V。这就为 32位MCU提供了巨大优势。在当今市场上,功率为王。即使某一应用不是以电池为供电,目前的设计人仍不得不考虑功耗。对于插入栅板的应用,出于多种原因,仍必须是“绿色”的。某些顶级产品必须针对市场目的,或是因为政府命令和标准。
 
如果你目前正在使用8位MCU,你可能会在下一设计中考虑32位MCU。即使下一代设计仍继续使用8位MCU,目前也有很多步骤方法可帮助你做好最终的移植。今天做一些研究,并进行正确决策,就能为明天的设计提供保证。
 
当你开始考虑转移至32位MCU时,或许会认为将遇到一些问题。例如,你认为自己需要学习新的架构;你可能需要重写自己的所有代码,以便与新的内核协调工作;或许你感觉32位MCU过于艰难和复杂,它们不是为了便于使用而设计的,而是为了性能设计的,这意味着,你将不得不考虑它们所拥有的数以千计的寄存器;或许你关心可能将不得不学习一整套新的软件工具,你将需要熟悉全新的硬件工具;或许你还认为,32位MCU并不针对你的应用,你无法为自己的设计找出正确的成套外围器件。你可能会关心上述一种或多种问题,但它们全都是必要的考虑事项吗?让我们分别分析它们。
 
大多数设计者认为,当他们从8位MCU转移到32位MCU时,将不得不学习新的体系架构。问题是大多数公司有自己的老式8位MCU产品系列和新的32位MCU产品系列。每年,他们可能仍会为8位产品系列推出少量新的产品,他们希望把握机会,从失误中学习,并在32位系列中更正错误。你或许无法在器件上发现相同的外围部件。不同系列的代码不兼容,或不具有管脚兼容性,因而你将不得不重新完成整个电路板。
 
尽管真实的情形是这样的,你无法在不改变设计核心的情况下实现移植,但你也希望无需再次学习所有的内容。一些公司开始发布新的产品,在8位版本和32位版本之间具有完全相同的成套外围组件。组件中唯一改变的是其内核。其他部分,包括管脚布局位置,均保持不变。如果你目前使用的是8位MCU,明天就能移植到该公司的32位MCU上,同时仍能使用相同的印刷电路板。
 
人们还认为,你将不得不为新的32位产品重写所有的代码。情形并非总是如此。对于在8位和32位内核之间具有匹配外围组件的很多这类新产品,它们的固件也是兼容的。这些芯片采用高级语言(如C语言),能够编写一套代码,可以选择针对8位产品进行编译,或选择32位产品并重新编译。你可以采取略微复杂的方法,使用高级语言编写代码,仍调用针对特定内核的寄存器,如果你遵守高级编程的精神,移植仍相当容易。
 
你可能考虑工具会怎样呢?与你正在使用的特定内核相比,你可能更关注集成开发环境(IDE)。一旦你掌握了它,你不会愿意学习新的。但是,如果你拥有一种可在两种架构上工作的IDE,情况会怎样呢?
 
与软件工具类似,硬件工具也出现在跨平台应用方面。一些公司已开发出了带有硬件开发工具箱的模块系统。这样,你就能够拔出8位模块,并用32位模块取而代之。板上的所有其他部分保持不变。它们通常采用相同的编程和调试工具。你真正能够做到,学习一次,普遍适用。
 
与以往相比,对于设计人员来说目前更重要的是灵活性。市场比以前变化得更快,竞争每天都在加剧,每个人都致力于更低的成本。今天选择正确的8位器件系列能够保障你的明天。使用这些新的工具,能够对8位MCU进行设计,或许它是贵公司产品组合的基本版本,随后,你可以承担你的任务,使用相同的项目文件,并将其移植到32位内核上。现在你能够增加更多性能。很快,它将成为贵公司的高端特色产品,从而获得更高的利润。
 
32位MCU是嵌入式设计的下一代方向。何时采取行动取决于你。或许是现在,或许是数年内,但在某一点上,你的8位MCU将耗尽其能力,无法满足当前市场始终变化的需求。大多数设计人员对该步骤感到恐惧。但它并不一定是痛苦的。我们考察了一些目前可以采取、使该转变尽可能平稳的行动。如果你目前仍在进行8位内核设计,请确保你所使用的产品系列具有32位的对应产品。对于工具来说情况同样。目前很多公司均提供能在不同架构上使用的相同软件和硬件工具。今天选择正确的器件(8位或32位)将能够帮助你以及你的设计在明天获得更大的成功。

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沙发
autopccopy| | 2013-12-19 12:21 | 只看该作者
我一直认为各种位数的MCU一定有其适合的领域,应用是要看实际情况(稳定性、开发性、价格、性能、加密能力、包含的模块等等因素)。一个几毛的玩具闪灯能用32位MCU吗?多媒体或大运算的用51也不行。

(btw:iphone5s/ipad air已使用64位ARM了!)

(19)

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板凳
booker211| | 2013-12-23 17:35 | 只看该作者
楼主太强大了,个人觉得32位是趋势,但是8位短时间内还不会消失。

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地板
McuPlayer| | 2013-12-24 03:39 | 只看该作者
现在还有不少4位的MCU在大量的出货呢,抗干扰和低功耗,都是同档次的8bitMCU无法比拟的

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5
qq1806765274| | 2014-1-5 17:09 | 只看该作者
32是未来的趋势,但8位仍不可撼动啊

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6
老歌新唱| | 2014-1-21 14:08 | 只看该作者
NXP的LPC800也到0.3-0.4美元的价位了

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7
liuzishun| | 2014-2-2 01:35 | 只看该作者
各取所长吧   

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8
henryh52| | 2014-6-12 13:46 | 只看该作者
学习了,谢谢精彩分析。

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9
yangsongwei| | 2014-6-13 16:22 | 只看该作者
che180 发表于 2014-1-17 09:50
32位向下抢占8位市场,那是肯定的,但是8位短时间不会消失,毕竟OTP的几毛钱的东西32位还不能做这么低,现 ...

新唐之前说参加研套会,说开发板,现在毛都不见一根

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10
yangsongwei| | 2014-6-13 16:24 | 只看该作者
che180 发表于 2014-1-17 09:50
32位向下抢占8位市场,那是肯定的,但是8位短时间不会消失,毕竟OTP的几毛钱的东西32位还不能做这么低,现 ...

新唐之前说参加研讨会,赠送32位开发板,我参加了,毛开发板都不见一根,真是骗人的鸟司!

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11
wx85105157| | 2014-6-16 20:25 | 只看该作者
yangsongwei 发表于 2014-6-13 16:24
新唐之前说参加研讨会,赠送32位开发板,我参加了,毛开发板都不见一根,真是骗人的鸟司! ...

我都收到两块了好么?

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12
xad74| | 2014-6-27 16:51 | 只看该作者
各取所需

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