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的數量大致等于32位MCU的數量。32位MCU在目前市場較好的狀態,我們可以看到8位MCU不僅消失了,而且有自己的另一片市場,現在有不少MCU制造商和半導體公司在市場上提供大量的8位MCU。
與32位MCU相比,8位MCU在 30 多年來一直具有顯著優勢,并且仍然主導著當今的嵌入式系統。對于8位 MCU,市場更多的是控制能力而非處理能力。過去還有16位MCU,但在8位和32位MCU的競爭下,16位MCU在規格、特性、優勢等方面都受到擠壓。
1、8位和32位選擇
對于很多嵌入式設計來說,8位MCU的優勢是比32位更容易設計,遵循8位架構的軟硬件也比32位簡單。
回顧過去,32位MCU因價格下降和性能提升而開始受到市場關注。這些出色的性能和低功耗使32位MCU無法抗拒。32位MCU在許多以前不容易看到,而現的的一些產品中都可以見到32位產品的身影。
長期以來困擾設計人員的一個問題是8位和32位MCU的區別是什么,以及如何在設計時做出正確的選擇。眾所周知,8位MCU在物理尺寸、功耗和成本方面都優于 32 位 MCU。您應該使用哪種MCU取決于設計項目本身或系統要求。事實上,目前8位和32位MCU在成本方面并沒有太大區別,而且在性能方面一個比另一個更強大。但是,重要的是要了解這兩種微控制器之間的根本區別,以便在設計時做出正確的選擇。
一般來說,8位MCU在任何給定時間只能處理8位數據。理論上,一個32位MCU可以處理四倍的數據量。從技術角度來看,32位MCU當然可以提高數據處理效率。然而,在 8位MCU和32位MCU之間進行選擇時,很大的區別在于數據處理的廣度。通常,當面臨在8位MCU和32位MCU之間進行選擇的問題時,考慮以下幾種差異可以幫助您做出好的決策。
2、成本和尺寸
首先,我們需要從多個層面考慮系統要求。顯然,在某些情況下,一個8位MCU就足夠了。尤其是后面的程序需要裝在8KB以下的內存中,預算要求低,系統和代碼和數據量小,還要考慮成本、物理尺寸、功耗等因素,如果需要的話,一個8位的MCU可能就足夠了。
一般來說,8位MCU比32位MCU成本更低,體積也更小,但近年來32位MCU的成本越來越有競爭力。換句話說,以相同的價格使用32位MCU為您的應用開辟了更多可能性。就整體功耗而言,速度較慢的8位MCU始終優于速度較快的32位MCU。
如果還是不能決定,不妨從這個角度來看。基本上,隨著32位MCU價格競爭的加劇,它們的價格正在接近8位MCU,或者您可以以8位MCU的價格購買更便宜的32位MCU。
一個32位MCU的運行速度可以提高四倍,執行更復雜的操作,但您需要支付其他成本才能獲得更高的計算性能。換言之,功耗也同時增加。請記住,在嵌入式系統(尤其是物聯網等電池供電設備)中,功耗的每一次意外增加都會給整個系統帶來沉重的壓力。因此,如果為MCU設計的系統要求位于8位和32位之間的灰色區域,而功耗是一個特別關注的問題,那么8位MCU的魅力實際上讓設計人員無法拒絕。
3、運行速度和存儲
與8位MCU相比,32位MCU的主要優勢之一是其卓越的處理速度。典型的8位MCU 通常以 8 MHz 運行,而32位MCU以數百 MHz 運行。使用MCU簡單地打開機械繼電器可以忽略數據處理中的這些速度差異。但是,這些速度差異在以下情況下會變得明顯,運行需要大量數據處理的應用程序。例如,每天處理數千個作業的門禁控制器需要一個32位MCU。
8位MCU的優點是價格便宜且易于使用。事實上,它們已經在許多應用中使用了 40 年,并且在今天仍然很受歡迎。但是,如果您正在處理需要大量內部隨機存取存儲器 (RAM) 的工作,則可能需要將8位MCU替換為32位MCU。32位MCU的RAM通常是8位產品的八倍。因此,例如,如果工程師需要一個巨大的緩沖區來存儲音頻數據,那么32位MCU是很好的選擇。
4、增加周邊設備
通常,使用MCU的系統也稱為嵌入式系統。嵌入式系統設計的基礎知識,包括根據項目要求添加需要的外圍設備。如果所需的外設包括以太網、USB、UART和CAN總線等接口,那么一個8位MCU顯然是不夠的。使用8位MCU需要用于這些通信接口的額外芯片,這可能比使用單獨的32位MC更昂貴。
與8位MCU相比,32位MCU通常功能更豐富。出色的處理速度使32位MCU能夠有效地處理多個外部設備。但是需要注意的是,使用32位MCU會消耗更多的電量,尤其是在所有外部設備都打開的情況下。
5、簡單是大優勢
8位MCU具有簡單的架構。相比之下,處理能力更好的32位MCU也背負著復雜架構的原罪。設計有一個非常重要的元素。這很簡單。 8位MCU的簡單性產生了幾個優點。對于很多嵌入式設計來說,8位的優點是比32位更容易設計,而遵循8位架構的軟硬件也比32位簡單。
此外,由于特定MCU可能沒有免費的設計工具,而付費工具可能分別花費數百或數千美元(取決于設計的規模),因此需要開發工具才能使設計成功或失敗。因此,免費和開放的工具具有很大的吸引力。
綜合上述內容,可以看到8位MCU仍然是有多種優勢,客戶怎么選擇多少位的MCU,根據產品的需要來選擇。