分区和物联网设计带来了8位MCU到了风头，

虽然微控制器系统设计实践开始向32位设备的物联网（IOT）转移几年前，简单的电路和瘦客户机的主导地位的应用程序很可能会保持在8位MCU市场的健康成长之路。这将添加到已经健康的8位的市场中，到目前为止还没有移动到一组设备32位指令汽车，工业和商业应用。从市场份额的角度来看，毫无疑问，设计世界正在走向32位MCU，根据英国的市场研究公司IC Insights的。在2013年，32位MCU的出货量增长了约20％，而4/8位MCU出货量同比增长了约6％和16位量同比增长了9％。尽管32位的设计的不断普及，但是，单元体积的4/8位和16位MCU继续变大，如图1。

 

（IC Insights公司提供）的32位计算的增长是由于多种因素，其中包括对单位成本是，在某些情况下，与较小位宽的MCU竞争力的一种趋势。从技术面来看，32位的普及是因为它扩展的内存需求，原生32位运算，以及先进的外围设备。当不需要这些功能，对于选择32位MCU的情况下被大大削弱而这些应用领域之一就是物联网。

物联网的例子

这是一个定局管理单个传感器或智能家居应用的小型传感器组 - 如恒温器或监控门是打开还是关闭的 - 只需要一个8位MCU从性能的角度。一旦数据被输送到一个网关设备，然而，安全性，保密性，和计算需求 - 以及编码在C的优点 - 通常放于32位的应用空间。同样地，任何可穿戴卫生设备，如血压箍或血糖仪，可以关闭的，现成的在药房或其它零售点购买，将有一个8位MCU管理传感器。如果数据必须通过网关进行运输的32位MCU可以被包括在内。同样是在工业和商业应用真。总之，分割一个设计方案可以节省成本，设计时间，和功率消耗，以及使设计更容易升级到下一代。遗憾的是，并不是所有的产品从设计分区的优势中获益，因为有些设计师几乎是自动选择一个32位MCU为物联网连接系统的每一部分。他们相信其扩展的内存需求，原生32位运算，以及先进的外设始终具有优势。这些决定往往是基于误解。一些误解，可能导致次优决策包括：

1. 8位架构患有低代码密度。这是真实的，只有当设计师提出的MCU，以32位数学。控制应用，如卸载主处理器，不从低密度患。由于8位MCU具有非常小的开销代码，总代码密度控制型的功能比在32位MCU来实现同等功能更高。

2. 32位的价格相当于8位的价格。其实，FAB过程缩小为32位MCU没有总的芯片面积和成本相同的线性关系，因为他们做的DRAM（或8位MCU为此事）。这是因为32位架构和外设具有比8位架构更高的门数和时相比，在相同的工艺几何的8位方案消耗更多的硅面积。移动到一个更小的工艺几何缩小的数字部分（这是一个典型的32位微控制器的约一半的区域）。移动到一个新的工艺节点，因此，不提供储蓄。在最初的几年里一个流程节点的 - 当它在高需求和生产量较低，每台设备的成本实际上增加。

3. 32位执行的总是比8位快。虽然32位MCU以更高的时钟频率运行，他们的建筑，这是分层的，以方便更容易编码，得到的方式，当只有几位正在处理中。对于简单的控制应用中，8位MCU更确定的，有更好的表现。

优化MCU

芯片厂商与8位产品线添加了任何知觉边缘的32位MCU可能会在一个物联网系统的外围功能删除。这种情况往往需要集成模拟外设的形式。其中一个例子是电容触摸。虽然物联网的应用程序通常被认为是机器对机器（M2M）的互动，人 - 机界面（HMI），也可以发挥显著的作用。手持，人工操作的工业设备，玩具，游戏机，以及遥控器，以及控制面板白色产品诸如洗衣机，干衣机，烤箱，洗碗机和现在都提供了一个的IoT尺寸。电容式触摸是一个突出的人机界面实现技术。通过整合一个10位的ADC，参考电压，电荷定时电容数字转换器，并且在一个8位微控制器的温度传感器，电容式感测的功能能够以最优的成本来实现。 Silicon Labs的F97x MCU系列提供了这种技术的典范。该C8051F970-A-GM特征的子微安培（<1μA）唤醒触摸平均电流，16位分辨率和100：1的动态范围，支持按钮，滑块，车轮和电容式接近感应功能多达43个通道和多种扫描模式。图2是针对C8051F97XX Silicon Labs的8位MCU系列的通用-框图。

 

另一个MCU供应商，它集成了电容式感测外围设备到他们的8位芯片是Mi​​crochip的技术。它的PIC10F204系列包括PIC10F204T-I / OT。不同于基于8051的Silicon Labs公司的芯片，它有一个RISC架构，只有33条单字单周期（1微秒）的说明，除了程序分支，需要两个周期。不同的方法来电容触摸应用 - 仍采用8位MCU - 是提供软件和配套硬件与通用MCU的工作创造一个电容感应系统。 Atmel公司的QTouch软件库可帮助设计人员实现电容式触摸按钮，滑块和滚轮功能集成到它的通用8位AVR微控制器，如ATTINY5-TSHR。 QTouch软件库文件的每个设备，并支持不同数量的触摸通道，实现了灵活性和效率的触摸应用。通过选择库文件支撑所需信道的确切数目，开发者可以使用较少的RAM实现一个更加紧凑和有效的代码。

电机控制

模拟外设使得8位MCU理想的物联网应用的最后一个例子是电机控制。在智能家居，商用暖通空调系统，以及一些工业网络，控制无刷直流电机的远程值是越来越多地使用物联网的应用空间。在此M2M应用时，处理用于选择何时使用8位MCU是再次分割的问题。没有太多的计算能力，需要简单地旋转马达在这些相对简单的应用。 Silicon Labs的C8051F850-C-GM说明了其创新的设计提高了8位MCU的电机控制性能的一个新的水平度。 Silicon Labs的芯片设计开始了以高速8051芯，使较细脉冲宽度调制（PWM），增强型电机控制效率，并为广泛的电动机速度的执行更复杂的算法的能力。该F85x / 6X系列MCU还支持三个独立的高分辨率PWM通道，带内置过电流保护/故障检测能力专门针对电机控制和电源等应用。也集成是一个12位的多路模拟 - 数字转换器（ADC），两个模拟比较器，可编程滞后和响应时间，和内部精密电压基准。

结论

虽然对32位MCU的趋势切入的4,8，和16位MCU的市场份额，较旧的芯片依然强劲在几个市场和物联网应用将在从8位极有可能受益芯片尤其如此。虽然一些MCU供应商几乎已经放弃了旧的架构，少数是调整他们感兴趣的方式来提供比32位的竞争对手更好的性能和功能。从这些优势中受益有时被忽视，因为没有理由认为32位MCU不能配置相同的模拟外设 - 和MCU供应商这样做。为了识别8位MCU的优势，设计工程师应划分其系统，寻找在外围，其中8位设备实际上提供更好的性能的地方。传感器管理和电机控制都在物联网的应用空间很好的例子。在许多情况下，他们需要没有32位设备的三大核心功能。同样如此用于汽车和工业应用中在MCU位于外围。

审核编辑 黄宇