8位和32位MCU的博弈——天平的平衡點在哪里

　　隨著ARM處理器架構(gòu)的興起和32位微控制器的廣泛應用，人們很容易假設，隨著32位處理器芯片的價格和功耗的下降，采用8位MCU進行設計已經(jīng)變得越來越?jīng)]有競爭力了。

　　但現(xiàn)實情況并非如此。Atmel、Microchip和意法半導體等芯片供應商比以往任何時候更致力于完善和升級自己的8位微控制器，并正為其添加高性能外設和擴展開發(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的地位，近日，Atmel在北京召開發(fā)布會，推出了全新的8位AVR MCU和32位微控制器平臺。

　　同時發(fā)布8位和32位MCU產(chǎn)品，既能夠向新客戶表明，Atmel一直緊隨市場的發(fā)展趨勢推出性能和質(zhì)量俱佳的32位MCU，也能夠老用戶證明，Atmel并沒有放棄8位市場，8位MCU在未來的很長一段時間能都會繼續(xù)存在。

　　8位和32位MCU發(fā)展良好

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

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

　　盡管更復雜、更強大的16和32位器件出現(xiàn)，并且這些器件也帶來了性能優(yōu)勢，但8位MCU市場卻繼續(xù)壯大。

　　那么，為什么8位MCU依然活躍在當今市場上呢?其實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，具有競爭性的成本8位MCU的功效得以繼續(xù)增長，歸因于提高的生產(chǎn)量和改進的性能水平。

　　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，從而導致生產(chǎn)終端用戶系統(tǒng)的費用降低。

　　現(xiàn)代8位MCU性能的改善以及外圍器件的增加已開拓了新的市場機遇，特別是在消費電子和工業(yè)控制領域。

　　今年，隨著全球經(jīng)濟持續(xù)好轉(zhuǎn)，帶動工業(yè)與汽車產(chǎn)業(yè)客戶銷售反彈，微控制器(MCU)領域正經(jīng)歷全面的復蘇態(tài)勢。

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

　　根據(jù)IC Insights的最新調(diào)查報告，2014年的MCU銷售預計將成長6%，達到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7%與9%。出貨量預計也將帶來更多利潤，較去年成長12%，達到181億套。

　　隨著移動通訊與嵌入式設備的流行，強調(diào)高效能、低耗電的應用處理器紛紛進駐各種3C消費電子與便攜式智能產(chǎn)品，而功能簡便且超低功耗的MCU，以更簡易的硬體架構(gòu)與超低成本，應用在各種不同的領域，包括：可穿戴、家電、車用電子、遙控器、場域監(jiān)控、工控、無線感應網(wǎng)路(WSN)等各種物聯(lián)網(wǎng) (IoT)的應用。

　　megaAVR系列緊盯8位市場

　　熟悉開源硬件的人一般都知道Arduino，而Arduino和Atmel的關系可以用一句話來形容——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，通過在低成本嵌入式計算平臺Arduino的設計中采用8位微控制器，許多愛好者/專業(yè)人士對他們的第三代微控制器表現(xiàn)出越來越大的興趣。

　　“現(xiàn)在，該megaAVR系列8位微控制器獲得了使用我們的愛特梅爾Studio生態(tài)系統(tǒng)的專業(yè)設計師、那些AVR鐵粉和Arduino社區(qū)中的愛好者以及創(chuàng)客的高度認可。”Atmel高級產(chǎn)品經(jīng)理Bjorn Brandal如是說。

　　8位微控制器的吸引力不僅體現(xiàn)在高性價比上，與32位微控制器比較，它提供8/14/20引腳的封裝，價錢更便宜，設計更簡單。

　　例如，愛特梅爾XplainedMini8位開發(fā)平臺的價格還不到9美金，這款開發(fā)板的吸引力在于它可以連接到任何Arduino板上，這樣可以簡化開發(fā)工作。

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

　　Bjorn Brandal介紹說，超高的性價比和便捷的開發(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，Atmel已售出了近10億件該系列MCU，該系列已成為當今市場上最受歡迎的Atmel 8位AVR MCU。8位megaAVR MCU適用于從愛好者、DIY和創(chuàng)客社區(qū)到專業(yè)人士、資深設計人員的各級工程師，是汽車、工業(yè)、消費電子、白色家電等各類應用的理想選擇。

　　Atmel的新一代megaAVR MCU具備前幾代產(chǎn)品的所有優(yōu)勢，其中包括可實現(xiàn)無縫升級的簡單易用的接口以及與現(xiàn)有8位megaAVR MCU的二進制兼容性。

　　Atmel微控制器業(yè)務部高級營銷總監(jiān)Oyvind Strom 表示：“作為8位MCU的市場領導者，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。憑借我們在MCU領域積累的20多年經(jīng)驗，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)的高度認可。”

　　Atmel | SMART開拓32位市場

　　Atmel | SMART出現(xiàn)的時間并不長，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備提供了一個迎接無線連接、高能效和物聯(lián)網(wǎng)時代的平臺，其中包括嵌入式處理器、連接以及軟件和工具，旨在加快開發(fā)速度，并以更高成本效益將最佳產(chǎn)品推向市場。 Atmel | SMART 微控制器將功能強大的 32位ARM內(nèi)核與行業(yè)領先的低功耗技術和智能外圍設備融合在了一起。

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

　　運行EEMBC CoreMark基準測試的結(jié)果顯示，Atmel的SAM L21系列在活動模式下實現(xiàn)了40µA/MHz的超低功耗，在32kB RAM記憶保存以及實時時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，SAM L21超低功耗系列是手持設備和電池供電型設備的理想選擇，適用于物聯(lián)網(wǎng)、消費、工業(yè)、便攜醫(yī)療設備等應用。

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

　　預計到2020年，物聯(lián)網(wǎng)市場的設備總量將達到200億件，因此為了驅(qū)動這些應用，市場需要功耗更低、不會增加電網(wǎng)負荷或無需頻繁更換電池的MCU。Atmel最新的Atmel | SMART平臺專為這些應用而設計，可以將電池續(xù)航時間從數(shù)年延長至數(shù)十年。

　　基于Atmel SMART ARM的微控制器為物聯(lián)網(wǎng)、無線和高能效時代的智慧聯(lián)網(wǎng)設備提供了一個平臺。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)品開發(fā)的速度和成本效益，將同類最佳的產(chǎn)品投入市場。Atmel SMART MCU結(jié)合采用了強大的32位元ARM核心和先進的低功耗技術及智慧周邊設備。

　　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)設備平臺簡化了下一代物聯(lián)網(wǎng)設備和云服務的開發(fā)與部署。Atmel的無線技術與mbed平臺的融合使物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員能夠快速創(chuàng)建跨越網(wǎng)狀網(wǎng)絡與云服務進行通訊的設備。這將大大加快物聯(lián)網(wǎng)在消費和工業(yè)市場的發(fā)展。”

　　Atmel通過超高的性價比和忠實的用戶群體，為其特有的8位和32位MCU樹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不可動搖的地位。

　　但是需要知道的是，MCU畢竟有其市場定位，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，半導體技術的進展一直持續(xù)著，這也給了MCU產(chǎn)品不斷進步的空間，32位產(chǎn)品的成本也逐漸逼近8位。由于成本差異不大，導致應用上的需求盡管只需8位產(chǎn)品，但采用32位產(chǎn)品來取代8位的情況越來越普遍。我們有理由相信在不久的將來32位MCU可能會取代8位MCU。