8位和32位MCU的博弈——天平的平衡點(diǎn)在哪里

　　隨著ARM處理器架構(gòu)的興起和32位微控制器的廣泛應(yīng)用，人們很容易假設(shè)，隨著32位處理器芯片的價(jià)格和功耗的下降，采用8位MCU進(jìn)行設(shè)計(jì)已經(jīng)變得越來(lái)越?jīng)]有競(jìng)爭(zhēng)力了。

　　但現(xiàn)實(shí)情況并非如此。Atmel、Microchip和意法半導(dǎo)體等芯片供應(yīng)商比以往任何時(shí)候更致力于完善和升級(jí)自己的8位微控制器，并正為其添加高性能外設(shè)和擴(kuò)展開(kāi)發(fā)工具。

　　所謂“兩手都要抓，兩手都要硬”，Atmel似乎深諳其中的道理，為了鞏固微控制器市場(chǎng)的地位，近日，Atmel在北京召開(kāi)發(fā)布會(huì)，推出了全新的8位AVR MCU和32位微控制器平臺(tái)。

　　同時(shí)發(fā)布8位和32位MCU產(chǎn)品，既能夠向新客戶表明，Atmel一直緊隨市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)推出性能和質(zhì)量俱佳的32位MCU，也能夠老用戶證明，Atmel并沒(méi)有放棄8位市場(chǎng)，8位MCU在未來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間能都會(huì)繼續(xù)存在。

　　8位和32位MCU發(fā)展良好

　　在很多人看來(lái)，32位MCU已經(jīng)逐漸成為主流市場(chǎng)，8位正在被淘汰，但是市場(chǎng)反應(yīng)真的是如此嗎?

　　自20世紀(jì)70年代早期面世以來(lái)，8位微控制器已成為電子行業(yè)廣為應(yīng)用的器件。但是，技術(shù)進(jìn)步通常有這樣的規(guī)律：一旦有更先進(jìn)的技術(shù)出現(xiàn)，舊技術(shù)就要讓位給新技術(shù)。

　　盡管更復(fù)雜、更強(qiáng)大的16和32位器件出現(xiàn)，并且這些器件也帶來(lái)了性能優(yōu)勢(shì)，但8位MCU市場(chǎng)卻繼續(xù)壯大。

　　那么，為什么8位MCU依然活躍在當(dāng)今市場(chǎng)上呢?其實(shí)有很多理由解釋為什么該器件現(xiàn)在依然受歡迎。改良的功能，更多的外圍器件，具有競(jìng)爭(zhēng)性的成本8位MCU的功效得以繼續(xù)增長(zhǎng)，歸因于提高的生產(chǎn)量和改進(jìn)的性能水平。

　　隨著目前MCU芯片尺寸的縮減，盡管出現(xiàn)了更強(qiáng)大的模擬外圍器件(如溫度傳感器)和通訊能力(如紅外線傳感裝置和射頻功能)，終端用戶器件還是可以利用更少的部件制造完成。系統(tǒng)材料成本降低了，從而導(dǎo)致生產(chǎn)終端用戶系統(tǒng)的費(fèi)用降低。

　　現(xiàn)代8位MCU性能的改善以及外圍器件的增加已開(kāi)拓了新的市場(chǎng)機(jī)遇，特別是在消費(fèi)電子和工業(yè)控制領(lǐng)域。

　　今年，隨著全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)好轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工業(yè)與汽車產(chǎn)業(yè)客戶銷售反彈，微控制器(MCU)領(lǐng)域正經(jīng)歷全面的復(fù)蘇態(tài)勢(shì)。

　　這并不僅僅發(fā)生在32位 MCU 市場(chǎng)，8位領(lǐng)域也歷經(jīng)巨大的成長(zhǎng)。整個(gè)MCU產(chǎn)業(yè)在今年第二季幾乎都表現(xiàn)出優(yōu)于預(yù)期的結(jié)果，這樣的趨勢(shì)還可能持續(xù)到未來(lái)幾年。

　　根據(jù)IC Insights的最新調(diào)查報(bào)告，2014年的MCU銷售預(yù)計(jì)將成長(zhǎng)6%，達(dá)到161億美元，創(chuàng)下歷史新高記錄;接著在2015年與2016年，將分別成長(zhǎng)7%與9%。出貨量預(yù)計(jì)也將帶來(lái)更多利潤(rùn)，較去年成長(zhǎng)12%，達(dá)到181億套。

　　隨著移動(dòng)通訊與嵌入式設(shè)備的流行，強(qiáng)調(diào)高效能、低耗電的應(yīng)用處理器紛紛進(jìn)駐各種3C消費(fèi)電子與便攜式智能產(chǎn)品，而功能簡(jiǎn)便且超低功耗的MCU，以更簡(jiǎn)易的硬體架構(gòu)與超低成本，應(yīng)用在各種不同的領(lǐng)域，包括：可穿戴、家電、車用電子、遙控器、場(chǎng)域監(jiān)控、工控、無(wú)線感應(yīng)網(wǎng)路(WSN)等各種物聯(lián)網(wǎng) (IoT)的應(yīng)用。

　　megaAVR系列緊盯8位市場(chǎng)

　　熟悉開(kāi)源硬件的人一般都知道Arduino，而Arduino和Atmel的關(guān)系可以用一句話來(lái)形容——公不離婆，秤不離砣。

　　一方面，Arduino充分發(fā)揮了Atmel 8位AVR微控制器的性能，這個(gè)低成本的嵌入式電腦板賦予8位微控制器新的意義。

　　現(xiàn)在，通過(guò)在低成本嵌入式計(jì)算平臺(tái)Arduino的設(shè)計(jì)中采用8位微控制器，許多愛(ài)好者/專業(yè)人士對(duì)他們的第三代微控制器表現(xiàn)出越來(lái)越大的興趣。

　　“現(xiàn)在，該megaAVR系列8位微控制器獲得了使用我們的愛(ài)特梅爾Studio生態(tài)系統(tǒng)的專業(yè)設(shè)計(jì)師、那些AVR鐵粉和Arduino社區(qū)中的愛(ài)好者以及創(chuàng)客的高度認(rèn)可。”Atmel高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Bjorn Brandal如是說(shuō)。

　　8位微控制器的吸引力不僅體現(xiàn)在高性價(jià)比上，與32位微控制器比較，它提供8/14/20引腳的封裝，價(jià)錢更便宜，設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單。

　　例如，愛(ài)特梅爾XplainedMini8位開(kāi)發(fā)平臺(tái)的價(jià)格還不到9美金，這款開(kāi)發(fā)板的吸引力在于它可以連接到任何Arduino板上，這樣可以簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)工作。

　　廠商也升級(jí)了開(kāi)發(fā)工具，以匹配8位MCU日益擴(kuò)大的高性能應(yīng)用。megaAVR 8位MCU得到了Atmel的開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的全面支持，其中包括Atmel Studio 6.2，后者是一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，用于開(kāi)發(fā)和調(diào)試基于Atmel | SMART Cortex-M和Atmel AVR MCU的應(yīng)用。

　　Bjorn Brandal介紹說(shuō)，超高的性價(jià)比和便捷的開(kāi)發(fā)工具使得megaAVR系列逐漸發(fā)展壯大。自mega168系列于2002年推出以來(lái)，Atmel已售出了近10億件該系列MCU，該系列已成為當(dāng)今市場(chǎng)上最受歡迎的Atmel 8位AVR MCU。8位megaAVR MCU適用于從愛(ài)好者、DIY和創(chuàng)客社區(qū)到專業(yè)人士、資深設(shè)計(jì)人員的各級(jí)工程師，是汽車、工業(yè)、消費(fèi)電子、白色家電等各類應(yīng)用的理想選擇。

　　Atmel的新一代megaAVR MCU具備前幾代產(chǎn)品的所有優(yōu)勢(shì)，其中包括可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫升級(jí)的簡(jiǎn)單易用的接口以及與現(xiàn)有8位megaAVR MCU的二進(jìn)制兼容性。

　　Atmel微控制器業(yè)務(wù)部高級(jí)營(yíng)銷總監(jiān)Oyvind Strom 表示：“作為8位MCU的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，Atmel致力于為我們廣泛的MCU產(chǎn)品組合不斷增添易用的創(chuàng)新產(chǎn)品。憑借我們?cè)贛CU領(lǐng)域積累的20多年經(jīng)驗(yàn)，我們今天很自豪地推出第三代8位megaAVR MCU。該系列MCU已獲得愛(ài)好者、AVR Freaks™創(chuàng)客社區(qū)、Arduino社區(qū)、使用Atmel Studio生態(tài)系統(tǒng)的專業(yè)人士等眾多社區(qū)的高度認(rèn)可。”

　　Atmel | SMART開(kāi)拓32位市場(chǎng)

　　Atmel | SMART出現(xiàn)的時(shí)間并不長(zhǎng)，今年6月，Atmel 才宣布推出基于ARM 的全新品牌微控制器Atmel | SMART，但是在此之前，Atmel就已經(jīng)推出過(guò)很多基于ARM的32位MCU。

　　基于ARM的Atmel | SMART微控制器為智能連接設(shè)備提供了一個(gè)迎接無(wú)線連接、高能效和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的平臺(tái)，其中包括嵌入式處理器、連接以及軟件和工具，旨在加快開(kāi)發(fā)速度，并以更高成本效益將最佳產(chǎn)品推向市場(chǎng)。 Atmel | SMART 微控制器將功能強(qiáng)大的 32位ARM內(nèi)核與行業(yè)領(lǐng)先的低功耗技術(shù)和智能外圍設(shè)備融合在了一起。

　　新推出的SAM L21系列的功耗僅為市場(chǎng)上同類產(chǎn)品的三分之一，是新平臺(tái)上的首個(gè)產(chǎn)品系列，采用Atmel專有的picoPower技術(shù)拓展Atmel | SMART 32位基于ARM內(nèi)核的產(chǎn)品組合。

　　運(yùn)行EEMBC CoreMark基準(zhǔn)測(cè)試的結(jié)果顯示，Atmel的SAM L21系列在活動(dòng)模式下實(shí)現(xiàn)了40µA/MHz的超低功耗，在32kB RAM記憶保存以及實(shí)時(shí)時(shí)鐘和日歷的情況下僅消耗不到900nA的電能，在深度睡眠模式下僅消耗200nA的電能。憑借頻繁的喚醒次數(shù)、事件系統(tǒng)、Sleepwalking和創(chuàng)新型picoPower外設(shè)，SAM L21超低功耗系列是手持設(shè)備和電池供電型設(shè)備的理想選擇，適用于物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)、工業(yè)、便攜醫(yī)療設(shè)備等應(yīng)用。

　　除了超低功耗之外，新的平臺(tái)還具備全速USB主機(jī)與設(shè)備、事件系統(tǒng)與Sleepwalking、12位模擬、AES、電容觸控傳感等特性。

　　預(yù)計(jì)到2020年，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的設(shè)備總量將達(dá)到200億件，因此為了驅(qū)動(dòng)這些應(yīng)用，市場(chǎng)需要功耗更低、不會(huì)增加電網(wǎng)負(fù)荷或無(wú)需頻繁更換電池的MCU。Atmel最新的Atmel | SMART平臺(tái)專為這些應(yīng)用而設(shè)計(jì)，可以將電池續(xù)航時(shí)間從數(shù)年延長(zhǎng)至數(shù)十年。

　　基于Atmel SMART ARM的微控制器為物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線和高能效時(shí)代的智慧聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供了一個(gè)平臺(tái)。這些解決方案包括嵌入式處理和連接解決方案以及軟體和工具，旨在提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的速度和成本效益，將同類最佳的產(chǎn)品投入市場(chǎng)。Atmel SMART MCU結(jié)合采用了強(qiáng)大的32位元ARM核心和先進(jìn)的低功耗技術(shù)及智慧周邊設(shè)備。

　　ARM的物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部總經(jīng)理KrisztianFlautner表示，“ARM mbed物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備平臺(tái)簡(jiǎn)化了下一代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和云服務(wù)的開(kāi)發(fā)與部署。Atmel的無(wú)線技術(shù)與mbed平臺(tái)的融合使物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)人員能夠快速創(chuàng)建跨越網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)與云服務(wù)進(jìn)行通訊的設(shè)備。這將大大加快物聯(lián)網(wǎng)在消費(fèi)和工業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展。”

　　Atmel通過(guò)超高的性價(jià)比和忠實(shí)的用戶群體，為其特有的8位和32位MCU樹(shù)立了良好的品牌形象力，吸引了大量用戶持續(xù)使用其產(chǎn)品，也保證了自己在MCU不可動(dòng)搖的地位。

　　但是需要知道的是，MCU畢竟有其市場(chǎng)定位，這也是之所以在經(jīng)歷了20多年之后，8位MCU依然還能生存的重要原因。

　　不管如何，由于摩爾定律的加持，半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)展一直持續(xù)著，這也給了MCU產(chǎn)品不斷進(jìn)步的空間，32位產(chǎn)品的成本也逐漸逼近8位。由于成本差異不大，導(dǎo)致應(yīng)用上的需求盡管只需8位產(chǎn)品，但采用32位產(chǎn)品來(lái)取代8位的情況越來(lái)越普遍。我們有理由相信在不久的將來(lái)32位MCU可能會(huì)取代8位MCU。