本刊記者 楊迪娜

從Intel公司制造的第一個(gè)4位MCU開(kāi)始，8位、16位、32位、64位 MCU紛紛登上歷史舞臺(tái)。很多人曾預(yù)言：8位MCU會(huì)消亡。可是在32位MCU占據(jù)主流市場(chǎng)、64位異軍突起沖擊高端服務(wù)器市場(chǎng)的時(shí)代，8位MCU的出貨量仍占據(jù)8～32位MCU出貨量市場(chǎng)的40%左右。8位架構(gòu)仍是應(yīng)用最為廣泛的架構(gòu)。

激流勇進(jìn)的Microchip

在過(guò)去的20年中，多數(shù)8位MCU半導(dǎo)體廠商持續(xù)發(fā)布新的產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品并未有實(shí)質(zhì)性的改變，僅僅是增加了存儲(chǔ)容量、增多引腳數(shù)、提高了時(shí)鐘速度和添加了更多同類外設(shè)而已。但是，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)早已今非昔比，Micochip MCU8部門副總裁Steve Drehobl認(rèn)為：8位MCU只有保持傳統(tǒng)才是新設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)恿Γ度胧皆O(shè)計(jì)需要的是良好的熟悉度、豐富的代碼資源以及良好的工具鏈延展性；客戶在應(yīng)用MCU的同時(shí)，并不需要變化劇烈的內(nèi)核；開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品時(shí)，軟件驗(yàn)證的工作比設(shè)計(jì)本身會(huì)耗費(fèi)更多時(shí)間。

針對(duì)上述關(guān)鍵問(wèn)題，Micochip發(fā)布了具有獨(dú)立于內(nèi)核的外設(shè)（CIP）的創(chuàng)新型8位PIC單片機(jī)產(chǎn)品組合。設(shè)計(jì)人員可以組合使用這些CIP來(lái)實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用功能的自主執(zhí)行，同時(shí)它們也可以和越來(lái)越多的集成智能模擬外設(shè)進(jìn)行互連。由于這些功能是在硬件而非軟件中確定而可靠地執(zhí)行，因此CIP大幅提升了系統(tǒng)性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)的MCU產(chǎn)品。

可獨(dú)立于內(nèi)核的智能外設(shè)CIP

縱觀8位MCU發(fā)展歷史，最初半導(dǎo)體研發(fā)廠商以ASIC即軟件為中心的設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)遭遇擴(kuò)展性有限的瓶頸，而發(fā)展到以MHz與存儲(chǔ)方式為主即硬件為中心的設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)面臨串行處理復(fù)雜、功耗大、調(diào)試時(shí)間復(fù)雜的窘境。

現(xiàn)今，Micochip新研發(fā)的CIP可以很好地解決上述軟硬件均衡的問(wèn)題。其可通過(guò)外設(shè)互聯(lián)各個(gè)系統(tǒng)，支持它們的功能實(shí)現(xiàn)，并保持內(nèi)核的獨(dú)立性，其關(guān)鍵的創(chuàng)新點(diǎn)有兩個(gè)：外核可處理不同的指令，而且無(wú)需借助內(nèi)核，節(jié)省大量的傳導(dǎo)時(shí)間；模擬處理的工作可并行完成。這樣的優(yōu)點(diǎn)是：具有CIP外設(shè)的8位MCU可以擁有更靈活的外設(shè)集成，如波形控制、時(shí)序與測(cè)量、安全性與監(jiān)控、通信、邏輯與算術(shù)等。

軟硬件均衡帶來(lái)的好處

傳統(tǒng)MCU只能采取串行處理方式。CPU接收到任務(wù)時(shí)，采取判斷優(yōu)先級(jí)的方式一步一步處理各項(xiàng)指令，既慢，又容易出錯(cuò)。8位PIC MCU（CIP）則會(huì)采取并行方式完成任務(wù)，外設(shè)可自行完成任務(wù)，之后通知CPU等待其指令，這樣外設(shè)可自主處理復(fù)雜的任務(wù)，CPU等待結(jié)果然后發(fā)送指令，所有的外設(shè)都可隨時(shí)隨地地處理指令。應(yīng)用均衡帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)為：在固件方面，可配置、可定制、設(shè)計(jì)更加快捷；獨(dú)立于內(nèi)核的外設(shè)使得并行功能性能增強(qiáng)，同時(shí)具有低功耗的特點(diǎn)。

嵌入式工程師的福音—MCC 3.0編程環(huán)境

Microchip發(fā)布了最新的3.0版免費(fèi)圖形編程環(huán)境MPLAB代 碼配 置器 （MCC）（以下 簡(jiǎn)稱 MCC3.0）。MCC3.0免費(fèi)使用，其自動(dòng)配置外設(shè)的功能讓工程師們不必依賴數(shù)據(jù)手冊(cè)，只需點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)即可完成，而且硬件CIP免除了對(duì)復(fù)雜控制系統(tǒng)中各功能的驗(yàn)證需要，從而最大程度地縮短了開(kāi)發(fā)周期。MCC 3.0可支持客戶自行開(kāi)發(fā)的庫(kù)，客戶可把他們的IP做在庫(kù)里，交給第三方進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這樣客戶的知識(shí)產(chǎn)權(quán)得以充分實(shí)現(xiàn)。

新技術(shù)帶來(lái)8位MCU市場(chǎng)新生機(jī)

嵌入式工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，其實(shí)更希望使用熟悉程度好、可移植性強(qiáng)、延續(xù)性好的內(nèi)核架構(gòu)。

8位機(jī)依然能夠在16位、32位MCU絞殺的市場(chǎng)環(huán)境中存活，究其客觀原因，大部分嵌入式產(chǎn)品中，8位機(jī)就能滿足嵌入式系統(tǒng)中80%～90%的基本需求，嵌入式產(chǎn)品最低的要求是能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，眾多的嵌入式產(chǎn)品從內(nèi)核到開(kāi)發(fā)工具都是以8位內(nèi)核為基礎(chǔ)的，市場(chǎng)的可視需求及其自身性價(jià)比決定了它依然能活躍在這個(gè)舞臺(tái)上。隨著移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的迅猛發(fā)展，具有CIP的8位MCU還可以在醫(yī)療領(lǐng)域中的即用即拋產(chǎn)品、汽車車燈照明產(chǎn)品中發(fā)揮更大的作用，工程師可根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)搭建外設(shè)，較傳統(tǒng)方式節(jié)省大量設(shè)計(jì)時(shí)間。

從2014年的8位MCU銷售榜不難看出，Micochip、Renesas、Atmel、ST、NXP等大公司已經(jīng)瓜分了76%的市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。Microchip 8位MCU之所以能夠領(lǐng)跑8位MCU市場(chǎng)，正是他們認(rèn)真傾聽(tīng)市場(chǎng)聲音、不斷創(chuàng)新以滿足客戶需求的結(jié)果。