隨著 8 位 MCU 在不斷發(fā)展的 MCU 領(lǐng)域中占據(jù)一席之地，嵌入式開發(fā)人員必須考慮新的考慮因素。

盡管 32 位 Arm Cortex-M 處理器等新平臺帶來競爭和強勁的市場份額增長，但今天的 8 位微控制器 (MCU) 仍然占據(jù)整個 MCU 市場的很大一部分。嵌入式市場中 8 位 MCU 的持續(xù)優(yōu)勢取決于多種因素，包括低成本、簡單性、快速控制能力以及具有無處不在的工具庫的成熟生態(tài)系統(tǒng)。

隨著 8 位作為 MCU 技術(shù)的成熟，單價已接近其下限，給開發(fā)人員帶來了隱藏的挑戰(zhàn)。在尋找用于嵌入式設(shè)計的低成本 8 位 MCU 時，有許多價格和功能相似的好選擇，但哪個是最好的?一個經(jīng)常被忽視的方面是來自不同供應(yīng)商的類似 8 位 MCU 硬件的真實價格和價值。以下是一些重要的考慮因素，它們最終將揭示 8 位 MCU 的實際價格。

歡迎來到生態(tài)系統(tǒng)

工具：當成本是嵌入式設(shè)計的驅(qū)動因素時，明智的做法是避免將資金用于編譯器許可或編碼環(huán)境。在選擇 MCU 之前，請確認供應(yīng)商及其提供的軟件示例在免費開發(fā)平臺上可用。否則，根據(jù)組件數(shù)量，一個供應(yīng)商的真實成本可能低于另一個供應(yīng)商，即使平均售價 (ASP) 的比較描繪出不同的畫面。

例如，來自競爭供應(yīng)商的兩個基于 8051 的 MCU 選項可能具有相似的硬件規(guī)格，但工具成本不同。如果 MCU 供應(yīng)商的 8051 設(shè)備缺少編譯器或集成開發(fā)環(huán)境 (IDE) 許可證，則開發(fā)人員必須使用 Keil 或 IAR 并支付相應(yīng)的許可證費用，從而增加項目的總投資。一個更具成本效益的選擇是使用由免費 IDE 和無限 Keil 許可證支持的 8 位平臺。

軟件：一旦了解了編譯器和開發(fā)環(huán)境，下一個隱藏的規(guī)范就是軟件示例的可用性和 MCU 平臺上的生態(tài)系統(tǒng)。例如，尋找為其外設(shè)提供大量代碼示例的 MCU 供應(yīng)商。這樣可以輕松獲取所需的每個外圍設(shè)備，例如 PWM、UART 和 ADC，然后將它們組合到一個項目中并更快地完成設(shè)計。這可能意味著更快地進入市場并可能增加您的收入，這使得受良好支持的 MCU 生態(tài)系統(tǒng)通常更高的 ASP 值得溢價。

規(guī)格：GBD、GBC 和 GBT

仔細閱讀相對簡單的 8 位 MCU 的規(guī)格時，從數(shù)據(jù)表的摘要頁面中了解器件的功能似乎相對容易，然后參考電氣規(guī)格表了解更多詳細信息在重要的規(guī)格上。但是，這可能比最初看起來要復雜一些，開發(fā)人員應(yīng)該考慮三個關(guān)鍵方面：

是否為對設(shè)計重要的內(nèi)容指定了最小值和最大值

這些值的測試條件將與實際用例進行比較

這些值是否由設(shè)計和/或特性和/或測試保證

典型值始終需要謹慎考慮，因為溫度、Vdd 電平、工作頻率和其他因素會影響這些值在設(shè)計中的真實情況。這些天來，行業(yè)中一個非常普遍的現(xiàn)象是在一個基于另一個規(guī)范的規(guī)范中遇到有限的功能。通常這樣做是為了在數(shù)據(jù)表的首頁上實現(xiàn)非常有吸引力的規(guī)格。然而，在深入研究電氣規(guī)格表后，很明顯，看似一流的規(guī)格僅存在于 Vdd、核心頻率、溫度等非常有限的參數(shù)下，這可能與設(shè)計的其他方面發(fā)生沖突。這種錯覺可能會導致失望，因為最好的解決方案可能會出現(xiàn)在首頁上，

例如，考慮圖 1 所示的圖表，該圖表來自數(shù)據(jù)表的首頁。20MHz 規(guī)格非常適合這種便宜的 MCU;但是，細則表明這只能在 4.5V Vdd 以上實現(xiàn)，這在系統(tǒng)中可能無法實現(xiàn)，或者會產(chǎn)生使用更大升壓轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)該運行速度的成本。

圖 1：安全操作區(qū)域圖(來源：Silicon Labs)

該圖提出了有關(guān)其他規(guī)格的問題，這在很大程度上取決于其他因素。當一個重要規(guī)范的測試條件為 4 MHz 但設(shè)計將以 20 MHz 運行時，需要預先考慮到它對于某些用例可能不準確。人們可以假設(shè)它可能非常不準確，尤其是在模擬規(guī)范的情況下。

此外，在檢查規(guī)格表時，重要的是要研究腳注并了解它是否由設(shè)計、特性或測試來保證，它們分別稱為 GBD、GBC 和 GBT。通常，GBD 對規(guī)范的信任度最低，而 GBT 對規(guī)范的信任度最高，而 GBC 則處于中間位置。

如果應(yīng)用程序有嚴格的時序要求并且需要非常精確的振蕩器，那么 GBD 就有點令人擔憂了，因為為修整的高速振蕩器提供的唯一規(guī)格是 GBD。如果 UART 等高速通信接口接近未調(diào)整的高速內(nèi)部 (HSI) 振蕩器的 5% 不準確數(shù)，這可能會導致其失敗。在儀器儀表或計量等應(yīng)用中，您需要在特定時間窗口內(nèi)對事件進行計數(shù)或跟蹤，振蕩器中的漂移會影響測量結(jié)果的準確性。

靈活性和可擴展性

在每個項目的架構(gòu)和技術(shù)之間跳躍可能會延遲設(shè)計的完成，從而延緩上市時間。雖然供應(yīng)商 A 的設(shè)備可能是手頭項目的最佳選擇，但供應(yīng)商 B 可能有另一種設(shè)備更適合今年晚些時候的項目。這成為每個項目的優(yōu)化與項目之間開發(fā)和知識的重用(或缺乏)的平衡。

因此，在評估當前設(shè)計的供應(yīng)商選擇時，請確保他們?yōu)槲磥?a target="_blank">產(chǎn)品提供正確的解決方案。例如，如果您需要使用來自不同供應(yīng)商的設(shè)備，作為項目最佳選擇的一次性設(shè)備可能會延遲下一個項目。始終尋找可擴展的 8 位平臺，例如 Silicon Labs 的 EFM8 產(chǎn)品組合，如圖 2 所示，它提供可擴展的內(nèi)存和 GPIO 選項，并受免費 IDE 和無限 Keil 許可證的支持?？蓴U展平臺在類似架構(gòu)中提供了許多 GPIO 和內(nèi)存選項，從而促進了項目之間的設(shè)備切換。

圖 2：Silicon Labs 的 EFM8 產(chǎn)品組合(來源：Silicon Labs)

仔細觀察 MCU 系列中的每個設(shè)備也是值得的，以確保功能一致，以便遷移到更大的 GPIO 設(shè)備不會犧牲一些重要的東西，例如正確數(shù)量的通信端口、DAC 或 PWM 通道。

壽命和供應(yīng)保證

8 位設(shè)備已經(jīng)存在了幾十年，8 位市場已經(jīng)成熟。因此，8 位 ASP 現(xiàn)在非常低。這對開發(fā)人員來說很好，但對于半導體供應(yīng)商來說可能是一個痛點，因為他們已經(jīng)接近盈利水平，這導致一些供應(yīng)商放棄對他們的 8 位產(chǎn)品組合進行新的投資。

當供應(yīng)商發(fā)布報廢 (EOL) 和不推薦用于新設(shè)計 (NRND) 通知時，這種情況可能會變得令人擔憂，這可能會威脅到最終產(chǎn)品的使用壽命。Silicon Labs 是少數(shù)繼續(xù)投資 8 位技術(shù)的 MCU 供應(yīng)商之一。這表明了對 8 位市場的堅定承諾，并增強了核心供應(yīng)商集團不會停止其 MCU 產(chǎn)品的信心。

許多供應(yīng)商都公布了有關(guān) MCU 產(chǎn)品壽命的信息。有些甚至提供供應(yīng)商計劃支持這些設(shè)備多長時間的確切日期。例如，Silicon Labs 列出了每個 8 位系列的最低支持日期，清楚地說明了哪些應(yīng)該用于長期設(shè)計。如需 Silicon Labs 8 位產(chǎn)品的最短使用壽命列表，請訪問Silicon Labs網(wǎng)站上的長壽承諾頁面。

MCU 產(chǎn)品壽命可能不是快速設(shè)計的關(guān)鍵問題，例如壽命短和快速下降的消費產(chǎn)品，但它對于最終產(chǎn)品需要兩到三年設(shè)計的醫(yī)療、汽車和工業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要進入，然后緩慢上升并趨于平緩，可能持續(xù) 10 年以上。由于廉價的 8 位 MCU 已停產(chǎn)，因此失去繼續(xù)構(gòu)建重要且有利可圖的最終產(chǎn)品的能力可能是災(zāi)難性的。

結(jié)論

隨著 8 位 MCU 在不斷發(fā)展的 MCU 領(lǐng)域中占據(jù)一席之地，嵌入式開發(fā)人員必須考慮新的考慮因素。這是必不可少的，因為使用 8 位 MCU 的好處包括相對較低的成本和易用性，這可能會受到工具隱藏成本、支持軟件不足、誤導性數(shù)據(jù)表參數(shù)以及缺乏可擴展性的影響。

在為您的下一個設(shè)計評估合適的 MCU 時，牢記所有這些考慮因素可以大大提高您在短期和長期內(nèi)取得市場成功的機會。

　　審核編輯：湯梓紅