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為什么8位MCU歷久不衰?

 關(guān)鍵字:8位單片機  微控制器市場(chǎng)  物聯(lián)網(wǎng)應用  電子制作模塊

英特爾推出第一款8位微處理器的那一年,阿波羅17號(Apollo 17)登陸了月球。福斯金龜車(chē)(Volkswagen Beetle)銷(xiāo)售量超過(guò)福特T系列(Ford Model T),成為有史以來(lái)最暢銷(xiāo)的車(chē)款。同時(shí),電影“教父”(The Godfather)可說(shuō)是當時(shí)全世界最棒的電影。

 

因此,現在你可能會(huì )認為電子世界的進(jìn)展應該已經(jīng)超越8位了。但是,就像經(jīng)典的“教父”一樣,8位仍不斷帶來(lái)讓工程師們無(wú)法拒絕的吸引力。“這并不是說(shuō)8位只是存在那里而已,”微芯科技(Microchip Technology)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Wayne Freeman強調,“以營(yíng)收來(lái)看,它仍然是最大的微控制器(MCU)市場(chǎng)。”

 

的確,根據市調公司Gartner的“2014年全球微控制器市占率分析”(Market Share Analysis: Microcontrollers, Worldwide 2014)報告,在2014年——英特爾推出8008微處理器的42年后——這個(gè)“MCU界的教父”仍然占整個(gè)MCU市場(chǎng)銷(xiāo)售額的39.7%,較32位組件(38.5%)與16位組件(21.8%)的占有率更高,同時(shí)也搶占主要的科技新聞頭條。

 

 

《國際電子商情》1972年,英特爾推出8008微處理器,開(kāi)啟8位時(shí)代(來(lái)源:Wikipedia)
1972年,英特爾推出8008微處理器,開(kāi)啟8位時(shí)代(來(lái)源:Wikipedia)

 

在一個(gè)5年就算是永恒的產(chǎn)業(yè)中,為什么這么古老的技術(shù)能夠歷久彌新,持續地吸引工程師用來(lái)打造先進(jìn)的產(chǎn)品?

 

答案是8位的成功與它本身是8位的關(guān)系不大。對于許多工程師來(lái)說(shuō),最主要是因為熟悉。這就是為什么白色家電制造商在制造冰箱、冰柜、洗衣機、烘干機和洗碗機時(shí)都用8位MCU;汽車(chē)制造商也用它來(lái)開(kāi)發(fā)升降車(chē)窗、門(mén)鎖、后照鏡、電動(dòng)座椅與車(chē)內照明;還有幾千萬(wàn)張的智能卡都得將它整合進(jìn)來(lái),而無(wú)數的低端馬達也都由8位MCU來(lái)控制。

 

“這與傳承有關(guān),”Tirias Research創(chuàng )辦人兼首席分析師Jim McGregor表示,“工程師長(cháng)久以來(lái)一直沿用8位,因而也就不想再改變其軟件基礎了。”

 

 

《國際電子商情》2014年MCU市場(chǎng)占有率(以營(yíng)收計)
2014年MCU市場(chǎng)占有率(以營(yíng)收計)

 

這也和半導體制造商“樂(lè )于以8位組件打造更強大的平臺”有關(guān)。他們指出,許多工程師是根據接腳數與閃存(flash)來(lái)進(jìn)行選擇,而不是位尺寸。

 

“我們看到開(kāi)發(fā)人員選擇在高達約32K flash與32針接腳的程度內都選擇用8位,”愛(ài)特梅爾(Atmel Corp.)營(yíng)銷(xiāo)總監Andreas Eieland指出,“在32K flash與32針以上,才開(kāi)始看到選擇其它方案的趨勢。”

 

 

《國際電子商情》Atmel megaAVR系列包括外圍觸控控制器、USB與LCD控制器,以及車(chē)用的CAN和LIN控制器(來(lái)源:Atmel)
Atmel megaAVR系列包括外圍觸控控制器、USB與LCD控制器,以及車(chē)用的CAN和LIN控制器

8位MCU市場(chǎng)應用基礎仍持續擴增

 

然而,8位持續成功的關(guān)鍵可能在于其整合新功能的能力。這就是為什么8位不僅歷久不衰,反而還穩定成長(cháng)之故。

 

例如,Microchip持續為其8位組件尋找新應用。該公司在今年7月推出了PIC16F1579系列,提供高達28KB flash以及14-20接腳的封裝。此外,還有新的其8位系列PIC16F18877提供高達40接腳與56KB flash,瞄準消費電子與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用。

 

 

《國際電子商情》Microchip新的8位PIC16F18877系列提供高達40接腳與56KB flash,瞄準消費電子與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用(來(lái)源:Microchip)
Microchip新的8位PIC16F18877系列提供高達40接腳與56KB flash,瞄準消費電子與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用(來(lái)源:Microchip)

 

Microchip的工程師表示,新系列組件也為更廣泛的LED應用開(kāi)啟了大門(mén)。透過(guò)整合不斷增加核心獨立的外圍,該公司的新系列8位組件可用于驅動(dòng)160串的WS2812 RGB LED。在此之前,這一類(lèi)的應用通常不會(huì )考慮采用8位進(jìn)行控制。

 

“我們的8位產(chǎn)品系列中已經(jīng)有許多都能以死循環(huán)的方式(而非從核心)從外圍驅動(dòng)高功率LED了,”Microchip產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Janmichael Aberouette表示。

 

Microchip指出,在汽車(chē)引擎控制方面,該公司的8位組件也取得了進(jìn)展,最近并與在遠東地區一家低成本汽車(chē)制造商合作,利用8位MCU開(kāi)發(fā)內燃引擎。

 

“我們知道8位無(wú)法實(shí)現排放控制,”Microchip的Freeman表示,“你還需要更多的處理能力。但是,如果你只需要驅動(dòng)火星塞,這是一個(gè)近乎完美的解決方案。”

 

 

《國際電子商情》2014年全球前五大8位MCU制造商(以營(yíng)收計)
2014年全球前五大8位MCU制造商(以營(yíng)收計)

 

同樣地,Atmel為其megaAVR家族推出了一系列新外圍設備,增加包括外圍觸控、USB和LCD控制器,以及車(chē)用CAN和LIN控制器。Arduino的開(kāi)放源碼套件就采用了8位的Atmel AVR MCU,此外,還有越來(lái)越多的IoT系統也用這項技術(shù)將數據傳送到因特網(wǎng)。

 

Atmel表示,8位技術(shù)簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的設計,并降低材料清單(BOM)成本。Eieland說(shuō):“特別是32KB以下,8位還會(huì )變得更便宜。”

 

 

半導體周期調整也影響不了8位單片機的地位

 

當然,8位市場(chǎng)也開(kāi)始失去某些應用。Gartner指出,16位與32位組件每年分別成長(cháng)正7%和10%;而8位的年成長(cháng)率僅0.7%。在汽車(chē)產(chǎn)業(yè),大部份基于CAN與Flexray的應用對8位來(lái)說(shuō)都太過(guò)先進(jìn)了。同樣地,許多IoT設備以及先進(jìn)的馬達控制應用也超出8位的能力范圍。此外,運算密集型的應用通常也必須使用更強大的處理核心進(jìn)行處理。

 

“你打算做的功能越多,越高端的MCU就越有吸引力,”Tirias的McGregor表示。

 

盡管如此,許多大型半導體制造商仍繼續支持8位的生產(chǎn)。 Microchip、Atmel、瑞薩(Renesas)、恩智浦(NXP )、意法半導體(ST)和飛思卡爾(Freescale)都是去年帶來(lái)整個(gè)62億美元8位MCU市場(chǎng)的一部份。業(yè)界分析師甚至還說(shuō)這項“教父”級的技術(shù)目前還看不到盡頭。

 

 

《國際電子商情》
 

 

20年來(lái),人們一直談?wù)?位單片機即將被淘汰;不過(guò)這并沒(méi)有成為現實(shí),而且我們認為,未來(lái)它也不會(huì )退出歷史舞臺。原因在于,并非所有應用都具備圖形顯示或者需要傳輸大量數據,而且每天都有之前從未采用電子智能的新的8位應用被設計出來(lái)。

 

Eieland強調,“在某些應用中,8位仍有其發(fā)揮之處,甚至是在未來(lái)十年依然如此。”

 

去年10月,Microchip首席執行官史蒂夫桑吉(Steve Sanghi)拉響了半導體行業(yè)的警報,他說(shuō):“半導體行業(yè)的新一波調整已經(jīng)開(kāi)始,并將在未來(lái)幾個(gè)季度席卷整個(gè)行業(yè)。”而今年,Microchip重奪8位單片機市場(chǎng)第一寶座。

 

雖然一些市場(chǎng)觀(guān)察員認為這一市場(chǎng)已呈現衰退趨勢,但是原廠(chǎng)在8位單片機領(lǐng)域繼續創(chuàng )新,并不斷創(chuàng )造新的收益記錄。

 

 


 

 

 

 

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