據市場相關數據進行分析顯示,32位MCU近年來上升趨勢,但8位MCU每年仍占全球MCU市場的40%以上。在某知名電子產品零售商的網站上,可供選擇的8位MCU的(de)(de)(de)(de)數量(liang)(liang)大致等于32位(wei)(wei)MCU的(de)(de)(de)(de)數量(liang)(liang)。32位(wei)(wei)MCU在目前市場(chang)較好的(de)(de)(de)(de)狀態,我們可以看到(dao)8位(wei)(wei)MCU不僅消失了,而且有(you)自(zi)己(ji)的(de)(de)(de)(de)另一片市場(chang),現在有(you)不少MCU制造商和半(ban)導體公司在市場(chang)上(shang)提供(gong)大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)8位(wei)(wei)MCU。
與32位(wei)MCU相(xiang)比,8位(wei)MCU在 30 多(duo)年來一(yi)直具(ju)有(you)顯著(zhu)優(you)(you)勢,并(bing)且仍然主導著(zhu)當(dang)今的嵌入式系統。對于(yu)8位(wei) MCU,市場更(geng)多(duo)的是控制能力而非處理(li)能力。過去還(huan)有(you)16位(wei)MCU,但(dan)在8位(wei)和32位(wei)MCU的競爭下,16位(wei)MCU在規格、特(te)性(xing)、優(you)(you)勢等方面都受到擠(ji)壓(ya)。
1、8位和32位選擇
對于很(hen)多嵌(qian)入式設計來說,8位(wei)(wei)(wei)MCU的優勢是比32位(wei)(wei)(wei)更容(rong)易設計,遵循8位(wei)(wei)(wei)架(jia)構的軟(ruan)硬件(jian)也比32位(wei)(wei)(wei)簡單。
回顧過去,32位MCU因(yin)價格下降和性能提(ti)升而開始受到市場關注(zhu)。這些出色的(de)性能和低功耗使32位MCU無法抗(kang)拒。32位MCU在(zai)許多以前(qian)不容(rong)易看(kan)到,而現的(de)的(de)一些產(chan)品中都(dou)可以見到32位產(chan)品的(de)身(shen)影。
長期以來困擾設計(ji)(ji)人(ren)員(yuan)的(de)(de)一個問題是(shi)(shi)8位(wei)(wei)和32位(wei)(wei)MCU的(de)(de)區別(bie)是(shi)(shi)什么,以及如何在(zai)設計(ji)(ji)時(shi)做(zuo)出正(zheng)確的(de)(de)選擇。眾所周(zhou)知,8位(wei)(wei)MCU在(zai)物(wu)理尺寸、功耗(hao)和成本方面(mian)都優于(yu)(yu) 32 位(wei)(wei) MCU。您應該使用哪(na)種MCU取決于(yu)(yu)設計(ji)(ji)項目本身或系統要求。事(shi)實上,目前8位(wei)(wei)和32位(wei)(wei)MCU在(zai)成本方面(mian)并沒(mei)有(you)太(tai)大區別(bie),而且在(zai)性(xing)能方面(mian)一個比另一個更強大。但是(shi)(shi),重要的(de)(de)是(shi)(shi)要了(le)解這(zhe)兩種微控(kong)制器之間的(de)(de)根本區別(bie),以便在(zai)設計(ji)(ji)時(shi)做(zuo)出正(zheng)確的(de)(de)選擇。
一(yi)般來說,8位(wei)MCU在(zai)任何給定時(shi)間(jian)只(zhi)能處(chu)理(li)8位(wei)數(shu)(shu)據。理(li)論上(shang),一(yi)個(ge)32位(wei)MCU可以(yi)處(chu)理(li)四倍(bei)的數(shu)(shu)據量。從技術(shu)角度(du)來看,32位(wei)MCU當(dang)然(ran)(ran)可以(yi)提高數(shu)(shu)據處(chu)理(li)效率。然(ran)(ran)而,在(zai) 8位(wei)MCU和(he)32位(wei)MCU之間(jian)進行(xing)選擇時(shi),很大的區別在(zai)于數(shu)(shu)據處(chu)理(li)的廣度(du)。通常,當(dang)面臨在(zai)8位(wei)MCU和(he)32位(wei)MCU之間(jian)進行(xing)選擇的問題時(shi),考慮(lv)以(yi)下幾種差(cha)異可以(yi)幫助您做(zuo)出好的決策。
2、成本和尺寸
首先,我們(men)需(xu)要從多個層面考慮(lv)系統要求(qiu)。顯然,在(zai)某些情況下,一個8位MCU就足夠了。尤其是后面的(de)程序(xu)需(xu)要裝在(zai)8KB以下的(de)內存中,預算要求(qiu)低,系統和(he)代碼和(he)數據(ju)量(liang)小,還要考慮(lv)成本(ben)、物理尺寸、功耗等因素,如果需(xu)要的(de)話,一個8位的(de)MCU可能就足夠了。
一般來說,8位(wei)(wei)MCU比32位(wei)(wei)MCU成本更(geng)低,體積也更(geng)小,但(dan)近(jin)年來32位(wei)(wei)MCU的(de)(de)成本越來越有競爭力。換句話說,以相(xiang)同的(de)(de)價格(ge)使用(yong)32位(wei)(wei)MCU為您的(de)(de)應用(yong)開辟了更(geng)多可能性。就整(zheng)體功耗而言,速度(du)較(jiao)慢的(de)(de)8位(wei)(wei)MCU始(shi)終(zhong)優于(yu)速度(du)較(jiao)快的(de)(de)32位(wei)(wei)MCU。
如果還是不能決定(ding),不妨從(cong)這個角度來看。基本上,隨著32位MCU價格(ge)(ge)競(jing)爭的加(jia)劇,它們的價格(ge)(ge)正在接近8位MCU,或者您可以以8位MCU的價格(ge)(ge)購買更便(bian)宜(yi)的32位MCU。
一(yi)(yi)個32位(wei)MCU的(de)(de)運行速度(du)可以(yi)提高(gao)四倍,執(zhi)行更(geng)復雜(za)的(de)(de)操作,但您需要(yao)支付其他成本才能獲得(de)更(geng)高(gao)的(de)(de)計算性(xing)能。換(huan)言之(zhi),功(gong)耗也同時增加(jia)。請記(ji)住,在嵌入式系統(尤其是(shi)物聯網(wang)等電(dian)(dian)池(chi)供電(dian)(dian)設備)中(zhong),功(gong)耗的(de)(de)每一(yi)(yi)次意外增加(jia)都會給整個系統帶來沉重的(de)(de)壓力(li)。因此,如果為(wei)MCU設計的(de)(de)系統要(yao)求位(wei)于8位(wei)和32位(wei)之(zhi)間的(de)(de)灰(hui)色區域,而功(gong)耗是(shi)一(yi)(yi)個特別關(guan)注的(de)(de)問題,那么8位(wei)MCU的(de)(de)魅力(li)實際上讓設計人(ren)員無法拒絕(jue)。
3、運行速度和存儲
與8位(wei)(wei)MCU相比(bi),32位(wei)(wei)MCU的(de)主要優勢之一(yi)是其卓越的(de)處理(li)(li)速度。典型的(de)8位(wei)(wei)MCU 通常以 8 MHz 運(yun)行,而32位(wei)(wei)MCU以數(shu)百 MHz 運(yun)行。使用MCU簡單地打開(kai)機械(xie)繼電器可以忽(hu)略數(shu)據處理(li)(li)中的(de)這些速度差(cha)異。但是,這些速度差(cha)異在以下情況(kuang)下會(hui)變得明顯,運(yun)行需(xu)要大量數(shu)據處理(li)(li)的(de)應(ying)用程序。例(li)如(ru),每天處理(li)(li)數(shu)千(qian)個作業的(de)門禁控制器需(xu)要一(yi)個32位(wei)(wei)MCU。
8位(wei)MCU的(de)(de)(de)優點是(shi)價(jia)格便(bian)宜且易于(yu)使用。事(shi)實上,它們已經在(zai)許多應用中(zhong)使用了(le) 40 年,并且在(zai)今天仍然很受歡迎。但是(shi),如果您正在(zai)處理需(xu)要(yao)(yao)大量內(nei)部隨機(ji)存取存儲(chu)器(qi) (RAM) 的(de)(de)(de)工作(zuo),則可能需(xu)要(yao)(yao)將8位(wei)MCU替換為32位(wei)MCU。32位(wei)MCU的(de)(de)(de)RAM通常是(shi)8位(wei)產品的(de)(de)(de)八倍。因(yin)此,例如,如果工程師需(xu)要(yao)(yao)一(yi)個(ge)巨大的(de)(de)(de)緩沖區來存儲(chu)音頻數(shu)據,那么32位(wei)MCU是(shi)很好的(de)(de)(de)選擇。
4、增加周邊設備
通常,使(shi)用(yong)MCU的(de)(de)系統也稱為(wei)嵌(qian)入式系統。嵌(qian)入式系統設(she)計的(de)(de)基礎(chu)知識,包(bao)括(kuo)根據(ju)項(xiang)目要(yao)(yao)求添(tian)加需(xu)要(yao)(yao)的(de)(de)外(wai)圍設(she)備。如果所需(xu)的(de)(de)外(wai)設(she)包(bao)括(kuo)以太網、USB、UART和CAN總線等接口,那么一個8位MCU顯(xian)然是不夠(gou)的(de)(de)。使(shi)用(yong)8位MCU需(xu)要(yao)(yao)用(yong)于這(zhe)(zhe)些通信接口的(de)(de)額(e)外(wai)芯片,這(zhe)(zhe)可能比使(shi)用(yong)單獨(du)的(de)(de)32位MC更昂(ang)貴(gui)。
與8位(wei)MCU相(xiang)比,32位(wei)MCU通常功能(neng)更(geng)豐富。出(chu)色的(de)處理(li)速度使32位(wei)MCU能(neng)夠有效(xiao)地處理(li)多個外(wai)部設備。但(dan)是需要注(zhu)意的(de)是,使用32位(wei)MCU會消耗更(geng)多的(de)電量,尤其是在所(suo)有外(wai)部設備都打開的(de)情況下。
5、簡單是大優勢
8位(wei)MCU具有簡(jian)(jian)單(dan)的(de)(de)架構(gou)。相比(bi)之(zhi)下,處理能力更好(hao)的(de)(de)32位(wei)MCU也背負著復(fu)雜架構(gou)的(de)(de)原(yuan)罪。設計有一個(ge)非常重要的(de)(de)元(yuan)素。這(zhe)很簡(jian)(jian)單(dan)。 8位(wei)MCU的(de)(de)簡(jian)(jian)單(dan)性產生了幾個(ge)優點。對(dui)于很多(duo)嵌入式設計來說,8位(wei)的(de)(de)優點是比(bi)32位(wei)更容(rong)易設計,而(er)遵循8位(wei)架構(gou)的(de)(de)軟(ruan)硬件也比(bi)32位(wei)簡(jian)(jian)單(dan)。
此外(wai),由于特定MCU可能(neng)沒(mei)有免(mian)費(fei)(fei)(fei)的設計工(gong)具(ju),而付費(fei)(fei)(fei)工(gong)具(ju)可能(neng)分別(bie)花(hua)費(fei)(fei)(fei)數百或(huo)數千美元(取決于設計的規模(mo)),因此需要開(kai)發工(gong)具(ju)才能(neng)使設計成功(gong)或(huo)失敗。因此,免(mian)費(fei)(fei)(fei)和開(kai)放的工(gong)具(ju)具(ju)有很大的吸引力。
綜合上(shang)述內(nei)容(rong),可以看到8位MCU仍然是(shi)有多種優勢,客戶怎么(me)選擇多少位的(de)MCU,根據產品的(de)需要來選擇。