什么样的单片机最适合物联网需求

　　物联网（IoT）使我们通过互联网与世界各地之间的联系更加紧密。其中，单片机是电子产品中的微型独立设备，它们可以连接和控制所有可能连接到Internet的事物。

　　单片机旨在执行特定功能，并且可以集成到几乎所有东西中，从工业设备、仓库库存物品、可穿戴设备，到家用电器等等。

　　一、微处理器和单片机之间的区别

　　微处理器在设计上与单片机不同。微处理器内部只有CPU，并且没有内存支持。另一方面，单片机具有CPU、RAM、ROM和其他外围设备，它们都嵌入在芯片中。有时单片机也称为单片机或MCU。目前，有成千上万的单片机具有针对不同用例设计的多种功能。

　　二、物联网设备的单片机类型

　　目前，制造商生产了许多具有不同规格和配置的不同单片机。因此，可以基于存储器，架构和位来划分单片机。

　　例如，以下是一些基于位的单片机：

　　（1）8位单片机，用于执行逻辑和算术运算。

　　（2）16位单片机以更高的精度和更好的性能执行操作。

　　（3）通常部署在家用电器和医疗设备中的32位单片机。他们可以执行算术以及逻辑运算。

　　（4）64位单片机。

　　基于架构的单片机：

　　冯·诺依曼（Von Neumann）：在这种体系结构中，CPU与一条数据和地址总线进行通信，同时与RAM和ROM进行通信。

　　哈佛：在这种体系结构中，CPU有两条独立的总线。它们是地址总线和数据总线，用于与RAM和ROM进行通信。

　　三、哪种单片机最适合你的物联网需求？

　　如果你要构建物联网产品，那么选择合适的单片机将决定你产品的成功。例如，在智能家电产品中添加1MB RAM和大功率单片机毫无意义。

　　IoT开发人员和组织中使用的领先架构为：

　　（1）ARM；

　　（2）MIPS；

　　（3）X86。

　　单片机的选择在很大程度上取决于你的物联网产品的功能要求，例如它是否需要低功耗、高性能、无线连接或高端安全性。

　　通常，行业中的物联网产品更加复杂，并且具有更多的计算能力和能源约束。因此，它需要更多的细分市场，但会提高评估你的单片机需求的标准。

　　四、单片机的处理能力

　　处理速度对于物联网产品至关重要，尽管某些物联网产品可以低速运行，但有些产品要求单片机提供更高的速度，因此它们可以执行更苛刻的任务。

　　你的物联网设备可能大小，可以执行简单的感应功能或将原始数据发送回控制中心。它甚至可以从多个来源收集数据，执行本地分析，然后执行请求。无论功能、环境及其操作活动如何，单片机都需要足够的处理来执行功能和任务。

　　五、单片机的存储容量

　　基于内存量的单片机选择非常重要，因为处理速度和单片机的整体性能取决于内存大小。不同的单片机通常具有两个组件，具有不同的存储容量：

　　ROM：它将应用程序存储在单片机中。尺寸越大，变得越复杂。

　　RAM：通常执行两项功能，即读取和写入存储的数据。此外，它保存要由处理器分析的数据并采取措施。

　　有关主要单片机的内存大小信息，请在我们的网站上查看本文的原始版本。

　　六、单片机的功耗

　　首先，对于物联网产品，单片机必须具有高能效。通常，为物联网设备构建单片机的制造商面临性能和功率挑战，特别是对于可穿戴和电池供电的设备。

　　例如，智能恒温器中的单片机会不时地唤醒，以检查温度并根据发现的结果调整空调温度。

　　在上述情况下，单片机会消耗大量功率，而功耗应该尽可能少。

　　七、单片机中的快速唤醒时间（RPC）

　　超低功耗应用通常在最低功耗模式下花费最多的时间，唤醒以执行任务或测量，然后快速重新进入最低功耗模式。

　　因此，选择具有超低功耗和最快唤醒时间的MCU非常重要。

　　相对较慢的唤醒时间会浪费能量，因为MCU在这段时间内无法执行任何其他任务。结果，唤醒时间较慢的MCU无法实现物联网连接设备所需的最佳低功耗。

　　八、单片机中的网络连接接口

　　单片机使用网络接口与本地其他设备进行交互，并将数据推送到IoT应用程序进行任何分析。此外，它们旨在支持一种或多种网络协议，例如Wifi，蓝牙，蜂窝网络（例如2G/3G甚至是RFID）。

　　物联网设备可以通过有线连接（例如，智能建筑和家庭）进行连接，也可以通过无线连接进行连接。因此，你必须确定物联网设备的实用程序，然后确定其网络要求。

　　九、单片机的硬件和运行成本

　　对于不同的用例，单片机的成本可能会有所不同。此外，某些单片机甚至会为特定的设备驱动程序收取一定的许可费，但是随着你扩大项目规模，总体成本将为你带来更高的价值。

　　十、社区和制造商对主要单片机的支持

　　更具体地说，技术文档、制造商和网络社区支持对于开发物联网项目至关重要。全面的文档可帮助初次使用单片机，需要指导和信息的任何人就规格，功能以及编程和使用方法做出明智的决定。

　　此外，最有可能提供制造商支持，但是社区支持至关重要，因为在这里，你将听到有关实际问题，实现错误以及创新产品的所有秘密的地方。

　　十一、单片机中输入/输出端口的数量

　　单片机中的端口充当从传感器到设备的输入通道，以及从设备到传感器通信的输出通道。I/O端口可以是数字或模拟端口。数字端口处理简单的逻辑，例如“是”或“否”类型输入。此外，模拟端口用于连续输入/输出。例如，温度或速度。

　　根据你的物联网产品要求，你可能需要几个或多个端口。因此，一旦定义了数据格式和其他要求，就可以根据所需的I / O端口的类型和数量来确定单片机。

　　十二、单片机的安全性

　　在数字时代，保护数据安全是使用物联网设备的单片机设计人员和最终消费者最关心的问题。通常，主要单片机的制造商会部署安全措施，例如数据加密和屏蔽层，以防止任何恶意活动的访问。此外，他们正在构建可以与单片机集成的更专用的安全芯片，以安全地存储加密密钥和用户凭证。

　　关于这一点，以下是每个开发人员在选择单片机之前应评估的一些标准安全功能：

　　十三、防止篡改和逆向工程

　　攻击者通常会将注入的代码放入目标物联网设备或单片机中。成功注入代码后，他们将执行代码以完全控制设备及其大脑（即单片机）。

　　此外，单片机还可以打开你的设备来逆转工程问题，在此情况下，有人可以通过将一些算法放入设备中来区分某些功能，并从你的创新中受益。

　　根据设备及其使用情况，后果可能很糟。为了防止此类攻击，某些单片机具有内置的篡改检测功能，可检测到这些活动并保护设备免受僵尸网络的攻击，从而攻击同一网络上的其他僵尸网络。

　　十四、密码引导加载程序

　　制造商通常会为单片机发布固件和其他安全更新，而加密引导加载程序则提供了安全更新。基本上，引导加载程序会在更新之前对安全密钥进行加密，以防止在更新过程中泄漏任何信息。

　　十五、加密硬件加速器

　　加密和解密的加密过程会消耗单片机的内存和处理能力，这会减慢计划执行的其他活动或事件的速度。有时，制造商会将硬件加速器与某些算法集成到单片机中，以加快此过程。除了加速器芯片外，加密效率还很大程度上取决于他们使用的算法。

　　十六、导电屏蔽层

　　单片机通常使用诸如蓝牙，Wifi等网络接口与其他设备或应用程序进行通信。有时，攻击者使用奇怪的算法读取内部信号，以进入单片机内部并控制设备。

　　导电屏蔽层可防止对内部信号进行任何形式的读取和写入。最后，如果你作为开发人员或组织希望在下一个项目中采用单片机，请考虑这些安全功能的可用性。

　　十七、物联网单片机中的内存保护单元

　　通常在单片机中部署内存保护单元，以定义对内存位置的访问规则，这有助于单片机控制可以读取，写入或执行的内存。虽然，内存保护单元并未内置于单片机中，因为有些制造商将其与单片机集成在一起，而有些则没有。因此，建议选择支持存储器保护单元集成的单片机。

　　结论

　　物联网设备通常对单片机的高性能和低功耗有苛刻的要求，这些单片机为外围设备和软件的交互提供可靠的支持。