本刊編輯部

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8位單片機(jī)是否將被32位單片機(jī)替代？

本刊編輯部

引 言

常?？吹胶芏嗑W(wǎng)友在討論51單片機(jī)。有人說(shuō)，51單片機(jī)是入門(mén)的基礎(chǔ)，應(yīng)該學(xué)習(xí)；也有人說(shuō)，ARM系列32位單片機(jī)的各種教程已經(jīng)普及，51單片機(jī)早已過(guò)時(shí)，自然也就失去了學(xué)習(xí)的必要性。甚至還有一種極端的聲音——是時(shí)候向51單片機(jī)說(shuō)再見(jiàn)了……

確實(shí)，8位MCU和32位MCU，常常被拿來(lái)做比較，尤其是在32位MCU的價(jià)格不斷降低、8位MCU價(jià)格優(yōu)勢(shì)不那么明顯的今天，越來(lái)越多地聽(tīng)到關(guān)于8位MCU要被淘汰的言論。難道8位MCU真的要退出歷史舞臺(tái)了么？下面就讓我們來(lái)聽(tīng)聽(tīng)業(yè)界的聲音吧！

業(yè)界聲音

飛思卡爾

飛思卡爾微控制器亞太區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)曹躍瀧這樣分析：8位MCU因其成本優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)也具備很大的增長(zhǎng)空間，但是它更適合于單獨(dú)的產(chǎn)品使用。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，很多場(chǎng)合不僅需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化向電磁化、智能化的轉(zhuǎn)變，而且還要考慮可靠的連接性、安全性和保護(hù)性，所有這些功能的實(shí)現(xiàn)都需要MCU的參與，因此32位MCU會(huì)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主流。

Atmel

在分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，Atmel公司高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Bj?rn?ge Brandal表示，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的范圍非常廣泛，很難說(shuō)它的主流是8位還是32位。在有些小的應(yīng)用中，8位的性能已經(jīng)足以，而且這些小的應(yīng)用數(shù)量也十分可觀。就Atmel而言，8位MCU更多地會(huì)關(guān)注邊緣應(yīng)用，32位產(chǎn)品則側(cè)重高性能應(yīng)用，兩者相結(jié)合，爭(zhēng)取在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)獲得更大的發(fā)展空間。

HOLTEK

在觸摸按鍵產(chǎn)品領(lǐng)域，HOLTEK已經(jīng)積累了多年經(jīng)驗(yàn)， 2014年在MCU競(jìng)爭(zhēng)異常激烈的情況下還達(dá)到了50%的增長(zhǎng)率。與笨重的機(jī)械式按鍵相比，HOLTEK以VS系列開(kāi)頭的8位MCU做成的觸摸按鍵更易被客戶接受。其PCB板外圍電路非常簡(jiǎn)單，沒(méi)有大量的電容、電感的設(shè)計(jì)，大部分運(yùn)算轉(zhuǎn)換的功能都已被集成到8位的MCU中。配合MCU的開(kāi)發(fā)工具，應(yīng)用工程師們可以根據(jù)自己產(chǎn)品的需求來(lái)調(diào)試觸摸按鍵的靈敏度，以及根據(jù)自己的喜好進(jìn)行個(gè)性化配置，而且價(jià)格上相比傳統(tǒng)按鍵也沒(méi)有提升。目前，此款觸控按鍵MCU出貨量為每季1000KK，其中45%被應(yīng)用到電磁爐和抽油煙機(jī)上。

HOLTEK半導(dǎo)體業(yè)務(wù)總經(jīng)理蔡榮宗先生認(rèn)為，隨著智能手機(jī)和平板電腦的加速成長(zhǎng)，加上觸控逐步擴(kuò)散至汽車(chē)電子、醫(yī)療、家電等領(lǐng)域，相關(guān)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。盡管觸控已經(jīng)不是新技術(shù)，但正處于上升期，仍將有一個(gè)黃金成長(zhǎng)期。

Microchip

8位MCU的銷(xiāo)售額水漲船高，Microchip公司正在增加產(chǎn)能滿足這種需求。Microchip的首席運(yùn)營(yíng)官Ganesh Moorthy在近期電話分析會(huì)議上表示，沒(méi)有想到近三年發(fā)布的8位MCU需求如此旺盛，Microchip將擴(kuò)大產(chǎn)能以滿足市場(chǎng)的需求。

瑞 薩

由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，32位MCU正在快速增長(zhǎng)。智能設(shè)備和爆發(fā)性增長(zhǎng)的應(yīng)用的連接需求，也為MCU的發(fā)展推波助瀾。瑞薩電子美國(guó)市場(chǎng)副總裁Ritesh Tyagi認(rèn)為，客戶意識(shí)到，CPU的內(nèi)核并沒(méi)有那么重要，它只不過(guò)是通過(guò)外設(shè)組合來(lái)與MCU區(qū)分。硬件工程師并不會(huì)基于位數(shù)和內(nèi)核數(shù)來(lái)做決定，他們考慮更多的是8位、16位、32位平臺(tái)的集成度和代碼復(fù)用性。由于成本和軟件復(fù)雜程度低的優(yōu)勢(shì)，具有更少引腳和存儲(chǔ)的8位MCU在未來(lái)仍會(huì)吸引市場(chǎng)的注意?？偟膩?lái)說(shuō)，客戶正在嘗試在一個(gè)平臺(tái)內(nèi)將其軟件標(biāo)準(zhǔn)化，以降低軟件開(kāi)發(fā)成本，并且更容易跨高端平臺(tái)設(shè)計(jì)。

笙 泉

雖然16位、32位單片機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)異常激烈，但不容忽視的是，客戶關(guān)注的不僅是性能，還有成本。笙泉公司產(chǎn)品負(fù)責(zé)人強(qiáng)調(diào)，在實(shí)際使用中很多客戶都會(huì)談到，8051核完全能夠滿足產(chǎn)品的需求，性價(jià)比也很合適，沒(méi)有必要采用32位MCU，尤其是在對(duì)價(jià)格非常敏感的應(yīng)用領(lǐng)域。

宏 晶

宏晶科技是國(guó)內(nèi)專(zhuān)注于8位單片機(jī)市場(chǎng)的典范。在眾多公司迫不及待地轉(zhuǎn)去爭(zhēng)奪32位市場(chǎng)之際，宏晶科技仍堅(jiān)守在8位市場(chǎng)這片依然肥沃的土地上，并憑借豐富的電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及廣泛的國(guó)際品牌單片機(jī)原廠技術(shù)資源，成為新一代增強(qiáng)型8位單片微型計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的制定者。其產(chǎn)品不僅廣泛地應(yīng)用在通信、工業(yè)控制領(lǐng)域，而且在信息家電、語(yǔ)音、玩具、禮品等領(lǐng)域也有很好的表現(xiàn)，包括手機(jī)、交換機(jī)、計(jì)價(jià)器、微型打印機(jī)、電子詞典、PDA、掌上電腦、數(shù)碼相機(jī)、U盤(pán)等。

上海海爾

作為智能電網(wǎng)和智能家居平臺(tái)的半導(dǎo)體公司，上海海爾的通用MCU產(chǎn)品線目前還是以8位為主。但是公司在專(zhuān)用領(lǐng)域的多款采用ARM Cortex核的專(zhuān)用MCU均已進(jìn)入量產(chǎn)。雖然，近年來(lái)32位產(chǎn)品在整個(gè)MCU市場(chǎng)的份額占比在迅速提升，但并不代表8位MCU會(huì)在短期內(nèi)被完全取代。相反，8位MCU由于其應(yīng)用簡(jiǎn)單靈活、安全穩(wěn)定、成本優(yōu)勢(shì)等特點(diǎn)，仍會(huì)隨著整個(gè)MCU市場(chǎng)的增長(zhǎng)而不斷擴(kuò)增。上海海爾副總經(jīng)理潘松表示，MCU是個(gè)需要長(zhǎng)期積累的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品是否穩(wěn)定，如何達(dá)到功能、性能以及成本的最佳平衡，才是產(chǎn)品帶給客戶的真正價(jià)值所在。8位MCU是上海海爾的基礎(chǔ)，也是整個(gè)MCU行業(yè)的基礎(chǔ)。而在32位MCU市場(chǎng)，立足細(xì)分市場(chǎng)，找到產(chǎn)品附加價(jià)值所在，才是真正發(fā)展之路。

編輯觀點(diǎn)——8位、32位，各有用武之地！

隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，工業(yè)和汽車(chē)行業(yè)的微控制器銷(xiāo)售額日益攀升，而且這種上升幅度不僅僅限于32位的產(chǎn)品上。其實(shí)，8位內(nèi)核覆蓋的產(chǎn)品，在人們的日常生活中隨處可見(jiàn)：電視機(jī)的遙控器、銀行的點(diǎn)鈔機(jī)、咖啡機(jī)、電磁爐……小小8位內(nèi)核，仍然蘊(yùn)含著巨大的能量！

(1) 從教學(xué)內(nèi)容看

在單片機(jī)百花齊放的時(shí)代，51單片機(jī)成為經(jīng)典教學(xué)內(nèi)容。那個(gè)時(shí)代沒(méi)有更高級(jí)的單片機(jī)可供選擇，國(guó)內(nèi)也沒(méi)有更優(yōu)秀的教材用于參考，老師的水平也是參差不齊，而51單片機(jī)正符合當(dāng)時(shí)的需求，不僅有大量的相關(guān)教材和廣泛的示例，而且工作的實(shí)際項(xiàng)目也是以51單片機(jī)為主，于是51單片機(jī)理所當(dāng)然成為當(dāng)時(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。而如今，ARM成為主流，從51單片機(jī)轉(zhuǎn)向ARM也是十分自然的事。

如果說(shuō)學(xué)51單片機(jī)是誤區(qū)，那么從學(xué)51單片機(jī)轉(zhuǎn)向?qū)WARM只是轉(zhuǎn)向了另一個(gè)誤區(qū)，因?yàn)槠浔举|(zhì)上只是以產(chǎn)品為中心的學(xué)習(xí)內(nèi)容的正常變化，操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)也是如此。真正走出誤區(qū)，應(yīng)該是將單片機(jī)或嵌入式系統(tǒng)的基本原理抽象化，抽去產(chǎn)品外殼或一般性的教學(xué)內(nèi)容，用《嵌入式系統(tǒng)概論》、《操作系統(tǒng)概論》作為高校教材。

(2) 從技術(shù)發(fā)展看

MCU起源與演化取決于技術(shù)與市場(chǎng)兩大因素。Intel于1971年推出全球第一個(gè)4位微處理器后，迅速轉(zhuǎn)向8位微處理器，此后形成了通用微處理器(MPU)與嵌入式微控制器(MCU)兩大分支。在通用微處理器基礎(chǔ)上的通用計(jì)算機(jī)，迅速?gòu)?位、16位過(guò)渡到32位、64位，沒(méi)有人質(zhì)疑這種變化。而在智能化控制領(lǐng)域，MCU長(zhǎng)期處于8位機(jī)時(shí)代，竭盡全力發(fā)展與物理對(duì)象相關(guān)的控制功能。兩大分支截然不同的專(zhuān)業(yè)分工，形成了IT產(chǎn)業(yè)最佳的發(fā)展格局。直至今日，在物聯(lián)網(wǎng)中MCU與通用計(jì)算機(jī)仍然扮演著不同的角色。

MCU顧名思義是以物理對(duì)象智能化控制為己任。在控制功能的優(yōu)化中，位數(shù)不是主要因素，以至于8位MCU長(zhǎng)期處于壟斷地位，甚至至今還給4位機(jī)留下一席之地。

由于某些涉及高速數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用需要高速運(yùn)算能力，16位MCU應(yīng)運(yùn)而生。但16位MCU的推出并不成功，因?yàn)樵?位MCU時(shí)代后期，已有具備高速處理能力的DSP，致使16位MCU處于尷尬境地。DSP的誕生在一定程度上緩解了8位MCU速度提升的壓力。

ARM體系MCU誕生后，由于產(chǎn)業(yè)體系變革，使MCU從百花齊放到一枝獨(dú)秀，致使價(jià)位迅速走低，甚至與8位機(jī)處于同一量級(jí)。ARM體系32位MCU具有綜合的控制功能與高速的數(shù)據(jù)處理能力，技術(shù)上覆蓋了8位MCU的傳統(tǒng)領(lǐng)域。然而，市場(chǎng)因素是復(fù)雜的，在無(wú)限大的嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)中，8位MCU、32位MCU、64位MCU，乃至4位MCU，都有各自的用武之地，無(wú)所謂誰(shuí)主沉浮，因?yàn)樵诓煌募?xì)分領(lǐng)域并不具有可比性。以51單片機(jī)為例，在ARM系列擠占8位單片機(jī)空間之際，51單片機(jī)己進(jìn)入“智能芯片”這一巨大市場(chǎng)，幾乎主宰了無(wú)線收發(fā)芯片的市場(chǎng)。