关于8位MCU产品的十大误解

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demi 发布于:周四, 10/24/2019 - 15:48 ,关键词:

近年来,随着工艺与IP的逐渐成熟, 32bit的MCU增长迅速,风头之劲乃至于16bit的MCU基本上被跳过了. 现在说嵌入式MCU,要么就是8bit,要么就是32bit, 16bit的MCU产品型号屈指可数。

那么8bit的MCU的情形又如何,很多嵌入式工程师都有一些误解。下面来简单分析下。

关于8bit MCU的误解

一、8位MCU正在被淘汰-这是最常见的误解,先说事实,根据最新的Gartner的市场报告。8bit的市场营收额和增长额跟32bit的相比都仅仅差几个百分点. 考虑到8bit的单个芯片比32bit芯片要便宜很多的事实, 8bit的出货量其实远高于32bit的。打个直观的比方,现在我们有了高铁,是不是所有传统的普快,特快火车都要立即淘汰呢. 显然事实并非如此,至于原因就太多了.现实情况就是8bit的MCU曾经的应用领域并不能立即用32bit的MCU直接替代.

二、8位处理器缺乏创新-不少人会认为既然现在市场的宠儿是32bit的MCU,厂商们是不是都没有投入研发资源在8bit产品上了。这么想的人可能一想到8bit的MCU,脑海中会浮现40DIP的”经典8051”的形象。事实上芯片厂商们并没有停止创新, SiliconLabs(亦称“芯科科技”)这样的厂商同时有32bit与8bit的产品. 但是在8bit产品线上的创新一直没有停止. 比如CIP-51内核因为采用了一个时钟周期等同于一个指令周期的设计,瞬间将同频率的8051性能提高了12倍。国内的一些半导体厂商也有基于8051或其他8bit内核的创新。

三、8位处理器难以使用C/C++语言编程-如果你了解Arduino的设计原理,这个误解就不攻自破. 当然坦白讲, 8bit的MCU使用高级语言编程确实比32bit的MCU要困难些. 主要障碍就是内存地址的不统一. 比如8051内核的内存地址就分为CODE, data, sfr, idata, xdata. 如果涉及到banking就更复杂了. 8bit的PIC还有硬件Stack这样更加”非主流”的设计. 但是这些障碍都可以通过工具的优化来缓解.

四、8位处理器专为简单应用而生-这个观点倒是有几分真实,但是嵌入式应用本身就是简单应用居多. 嵌入式系统应用的本身特点决定了8bit依然有很多用武之地. 外设,编译器的进化将慢慢拓展8bit处理器的应用范畴.

五、8位处理器不能胜任IoT应用需求-IoT应用不是一个单独的应用,而是一个复合应用. 智能手表,智能音箱,主控制器,网关这种当然需要复杂的处理器来实现. 但是IoT应用还包含大量的传感器节点,执行节点,转换节点. 这种节点用低功耗的8bit处理器来实现更加适合.

六、8位处理器响应慢-这个就是完全的误解了,典型的嵌入式应用中,响应速度主要跟中断响应和唤醒延迟相关. 8bit处理器有天然的优势(地址转换工作量小, IP单元实现门数少). 至少不输于32bit的处理器.

七、8位处理器的能效低于32位处理器-曾经看过ARM公司的权威工程师写的一本书,书中观点是32bit处理器的能效比高于8bit的MCU. 理由是32bit处理器能快速处理完任务,休眠时间的比例更大. 但是这个结论包含一个假设,就是任务有一定复杂度,如果任务本身非常简单,唤醒过程的功耗也很大,那么这个假设不成立. 针对不同应用场景,不能简单说8bit, 32bit哪个能效比更高. 至少非常简单的应用中, 8bit的能效比要高. 如果再加上单独响应,无需CPU干预的一些任务, 8bit的能效比甚至能高出很多。

八、 相同价格的32位处理器功能远强于8位处理器-这个也有一定程度的可信度. 但是不要忘记有相当大的一部分的应用,使用8bit的MCU就足够的情况下,非要购买平均价格高一点的32bit MCU,成本是会上升的. 很多基本上标准化了的嵌入式产品有很大的量,就会发现8bit的成本优势还是会高一点的.

九、8位处理器设计的应用不能适应未来变化-这是个思维角度问题,作为嵌入式程序员,更应该是考虑当前的任务. 不管是什么类型的MCU,如果产品形态变化了或者需求本身变化了,就要重新设计. 未来谁都看不清,何必考虑那么多没有实际意义的前瞻。

十、8位处理器开发工作更繁重且没有升级路径-32bit处理器的处理更加以软件中心,可以做更多的代码复用. 8bit处理器更多地利用硬件外设来完成任务. 综合而言,没有绝对的差别。

只要是嵌入式处理器,升级路径都不大明确. 如果你采用既有8bit,又有32bit的产品的厂家,你会发现很多外设都很相似. 考虑到现在图形化配置外设的趋势,升级路径逐渐变得不那么重要,反正都是图形化或者脚本化来生成基础驱动代码。

来源:SiliconLabs

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