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        為什么嵌入式工程師會對8位MCU有誤解?

        發表時間:2021-02-26

        近年來,隨著工藝與IP的逐漸成熟,32位的MCU增長迅速,風頭之勁乃至16位的MCU基本上被跳過了?,F在說嵌入式MCU,要么就是8位,要么就是32位,16位的MCU產品型號屈指可數。

        那么8位的MCU的情形又如何,很多嵌入式工程師都有一些誤解,下面來簡單分析下:


        一、8位MCU正在被淘汰

        這是最常見的誤解,先說事實,根據最新的Gartner的市場報告,8位的市場營收額和增長額跟32位的相比都僅僅差幾個百分點??紤]到8位的單個芯片比32位芯片要便宜很多的事實,8位的出貨量其實遠高于32位的。打個直觀的比方,現在我們有了高鐵,是不是所有傳統的普快、特快火車都要立即淘汰呢?顯然事實并非如此,至于原因就太多了?,F實情況就是8位 MCU曾經的應用領域并不能立即用32位的MCU直接替代。


        二、8位處理器缺乏創新

        不少人會認為既然現在市場的寵兒是32位的MCU,廠商們是不是都沒有投入研發資源在8位產品上了。這么想的人可能一想到8位的MCU,腦海中會浮現40DIP的“經典8051”的形象。事實上芯片廠商們并沒有停止創新。比如CIP-51內核因為采用了一個時鐘周期等同于一個指令周期的設計,瞬間將同頻率的8051性能提高了12倍。國內的一些半導體廠商也有基于8051或其他8位內核的創新。


        三、8位處理器難以使用C/C++語言編程

        如果你了解Arduino的設計原理,這個誤解就不攻自破。當然坦白講,8位的MCU使用高級語言編程確實比32位的MCU要困難些,主要障礙就是內存地址的不統一。比如8051內核的內存地址就分為CODE、data、sfr、idata和xdata。如果涉及到banking就更復雜了。8位的PIC還有硬件Stack這樣更加“非主流”的設計,但是這些障礙都可以通過工具的優化來緩解。


        四、8位處理器專為簡單應用而生

        這個觀點倒是有幾分真實,但是嵌入式應用本身就是簡單應用居多。嵌入式系統應用的本身特點決定了8位依然有很多用武之地。外設和編譯器的進化將慢慢拓展8位處理器的應用范疇。


        五、8位處理器不能勝任IoT應用需求

        IoT應用不是一個單獨的應用,而是一個復合應用。智能手表、智能音箱、主控制器、網關這種當然需要復雜的處理器來實現。但是IoT應用還包含大量的傳感器節點、執行節點和轉換節點。這種節點用低功耗的8位處理器來實現更加適合。


        六、8位處理器響應慢

        這個就是完全的誤解了。典型的嵌入式應用中,響應速度主要跟中斷響應和喚醒延遲相關。8位處理器有天然的優勢(地址轉換工作量小、IP單元實現門數少),至少不輸于32位的處理器。


        七、8位處理器的能效低于32位處理器

        曾經看過ARM公司的權威工程師寫的一本書,書中觀點是32位處理器的能效比高于8位的MCU,理由是32位處理器能快速處理完任務,休眠時間的比例更大,但是這個結論包含一個假設,就是任務有一定復雜度。

        如果任務本身非常簡單,喚醒過程的功耗也很大,那么這個假設不成立。針對不同應用場景,不能簡單說8位、32位哪個能效比更高。至少在非常簡單的應用中,8位的能效比要高。如果再加上單獨響應,無需CPU干預的一些任務,8位的能效比甚至能高出很多。


        八、相同價格的32位處理器功能遠強于8位處理器

        這個也有一定程度的可信度,但是不要忘記有相當大的一部分應用使用8位的MCU就已足夠,在這種情況下,非要購買平均價格高一點的32位 MCU,成本就會上升。對于很多基本上標準化了的嵌入式產品來說,8位MCU還是具有一定的成本優勢的。


        九、8位處理器設計的應用不能適應未來變化

        這是個思維角度問題,作為嵌入式程序員,更應該考慮當前的任務。不管是什么類型的MCU,如果產品形態變化了或者需求本身變化了,就要重新設計。未來誰都看不清,何必考慮那么多沒有實際意義的前瞻。


        十、8位處理器開發工作更繁重且沒有升級路徑

        32位處理器的處理更加以軟件為中心,可以做更多的代碼復用。而8位處理器更多地利用硬件外設來完成任務。綜合而言,沒有絕對的差別。

        只要是嵌入式處理器,升級路徑都不大明確。如果你采用既有8位,又有32位的產品的廠家,你會發現很多外設都很相似??紤]到現在圖形化配置外設的趨勢,升級路徑逐漸變得不那么重要,反正都是圖形化或者腳本化來生成基礎驅動代碼。

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        芯易德自主研發的8位MCU芯片SDI5212A、SDI5216A、SDI5216B具有增強型80C51內核,超過100,000 次的燒寫壽命,室溫下數據可保存超過100年。

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