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  • 嵌入式工程师8位MCU正在被淘汰的原因是什么?

    近年来,随着技术和IP的逐渐成熟,32位MCU发展迅速,风头甚至16位MCU基本被跳过。现在说到嵌入式MCU,不是8位就是32位,16位MCU产品型号屈指可数。

    那么8位MCU的情况呢?很多嵌入式工程师都有一些误解。下面我们简单分析一下。

    误会1

    8 位 MCU 正在逐步淘汰

    这是最常见的误解。让我们从事实开始,根据最新的Gartner市场报告,8位市场的收入和增长距离32位市场只有几个百分点。

    考虑到8位单片机比32位芯片便宜很多,8位出货量其实比32位高很多。

    打个直观的类比,现在有了高铁,所有的传统快车和快车会立刻被淘汰吗?

    显然不是这样的,原因太多了。现实情况是 8 位 MCU 不能立即被 32 位 MCU 直接替代。

    误会2

    8位MCU缺乏创新

    很多人会认为,既然市场的宠儿是32位MCU编程用什么处理器好,厂商就没有在8位产品上投入研发资源。这么想的人可能会想到8位MCU,脑海中就会浮现出40DIP的“经典8051”的形象。

    事实上,芯片制造商并没有停止创新。例如编程用什么处理器好,由于CIP-51内核采用了1个时钟周期等于1个指令周期的设计,8051在相同频率下的性能瞬间提升了12倍。国内一些半导体厂商也有基于8051或其他8位内核的创新。

    误会3

    8 位 MCU 难以用 C/C++ 编程

    如果你了解 Arduino 的设计原理,这种误解是弄巧成拙的。

    当然,坦率地说,使用高级语言编写一个8位MCU确实比32位MCU更难。主要障碍是内存地址不一致。

    例如8051内核的内存地址分为CODE、data、sfr、idata和xdata。当涉及银行业务时,情况会变得更加复杂。8位PIC和硬件栈等更多“非主流”设计,但这些障碍可以通过工具优化来缓解。

    误会4

    用于简单应用的 8 位 MCU

    这种观点有些真实,但嵌入式应用程序本身大多是简单的应用程序。嵌入式系统应用的特点决定了8位还是有很多用途的。外设和编译器的发展将慢慢扩大 8 位处理器的应用范围。

    误解5

    8 位 MCU 无法满足物联网应用的要求

    物联网应用不是单一应用,而是复合应用。当然,智能手表、智能音箱、主控制器和网关都需要复杂的处理器来实现。

    但物联网应用也包含大量的传感器节点、执行节点和转换节点。这种节点更适合用低功耗的8位处理器来实现。

    误会6

    8位MCU响应慢

    这是一个完全的误解。

    在典型的嵌入式应用中,响应速度主要与中断响应和唤醒延迟有关。8位处理器有天然优势(地址转换工作量小,实现门的IP单元更少),至少不输给32位处理器。

    误解7

    8 位 MCU 的能效低于 32 位 MCU

    看过ARM公司权威工程师写的一本书。书中的观点是32位处理器的能效比高于8位MCU。原因在于 32 位处理器可以快速处理任务并且拥有更大比例的睡眠时间。,但这个结论包含了一个假设,即任务具有一定的复杂性。

    如果任务本身非常简单并且唤醒过程消耗大量功率,则此假设不成立。针对不同的应用场景,不能简单的说8位或32位能效比更高。8 位更节能,至少在非常简单的应用中如此。如果再加上一些单独响应、不需要CPU干预的任务,8位的能效比甚至可以高很多。

    误会8

    同价位的 32 位 MCU 比 8 位 MCU 强大得多

    这也有一定的可信度,但不要忘记,有不少应用8位MCU就够用了,这种情况下成本会上升,要买一个32位的MCU平均价格较高。对于很多基本标准化的嵌入式产品来说,8位MCU还是有一定的成本优势的。

    误会9

    为 8 位 MCU 设计的应用程序无法适应未来的变化

    这是一个思考问题。作为嵌入式程序员,您应该考虑当前的任务。不管是什么类型的MCU,如果产品形态发生变化或者需求本身发生变化,都需要重新设计。没有人能看到未来。

    误会10

    8位MCU开发比较繁重,没有升级路径

    32位处理器的处理更加以软件为中心,可以做更多的代码复用。8 位处理器更多地使用硬件外围设备来完成任务。总的来说,没有绝对的区别。

    只要是嵌入式处理器,升级路径都不是很清楚。如果您以一家同时拥有 8 位和 32 位产品的制造商为例,您会发现许多外设非常相似。考虑到目前外设图形化配置的趋势,升级路径逐渐变得不那么重要了,反正是图形化或者脚本化生成基本驱动代码。

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