隨著 8 位 MCU 在不斷發(fā)展的 MCU 領域中占據一席之地，嵌入式開發(fā)人員必須考慮新的考慮因素。

盡管 32 位 Arm Cortex-M 處理器等新平臺帶來競爭和強勁的市場份額增長，但今天的 8 位微控制器 (MCU) 仍然占據整個 MCU 市場的很大一部分。嵌入式市場中 8 位 MCU 的持續(xù)優(yōu)勢取決于多種因素，包括低成本、簡單性、快速控制能力以及具有無處不在的工具庫的成熟生態(tài)系統(tǒng)。

隨著 8 位作為 MCU 技術的成熟，單價已接近其下限，給開發(fā)人員帶來了隱藏的挑戰(zhàn)。在尋找用于嵌入式設計的低成本 8 位 MCU 時，有許多價格和功能相似的好選擇，但哪個是最好的?一個經常被忽視的方面是來自不同供應商的類似 8 位 MCU 硬件的真實價格和價值。以下是一些重要的考慮因素，它們最終將揭示 8 位 MCU 的實際價格。

歡迎來到生態(tài)系統(tǒng)

工具：當成本是嵌入式設計的驅動因素時，明智的做法是避免將資金用于編譯器許可或編碼環(huán)境。在選擇 MCU 之前，請確認供應商及其提供的軟件示例在免費開發(fā)平臺上可用。否則，根據組件數量，一個供應商的真實成本可能低于另一個供應商，即使平均售價 (ASP) 的比較描繪出不同的畫面。

例如，來自競爭供應商的兩個基于 8051 的 MCU 選項可能具有相似的硬件規(guī)格，但工具成本不同。如果 MCU 供應商的 8051 設備缺少編譯器或集成開發(fā)環(huán)境 (IDE) 許可證，則開發(fā)人員必須使用 Keil 或 IAR 并支付相應的許可證費用，從而增加項目的總投資。一個更具成本效益的選擇是使用由免費 IDE 和無限 Keil 許可證支持的 8 位平臺。

軟件：一旦了解了編譯器和開發(fā)環(huán)境，下一個隱藏的規(guī)范就是軟件示例的可用性和 MCU 平臺上的生態(tài)系統(tǒng)。例如，尋找為其外設提供大量代碼示例的 MCU 供應商。這樣可以輕松獲取所需的每個外圍設備，例如 PWM、UART 和 ADC，然后將它們組合到一個項目中并更快地完成設計。這可能意味著更快地進入市場并可能增加您的收入，這使得受良好支持的 MCU 生態(tài)系統(tǒng)通常更高的 ASP 值得溢價。

規(guī)格：GBD、GBC 和 GBT

仔細閱讀相對簡單的 8 位 MCU 的規(guī)格時，從數據表的摘要頁面中了解器件的功能似乎相對容易，然后參考電氣規(guī)格表了解更多詳細信息在重要的規(guī)格上。但是，這可能比最初看起來要復雜一些，開發(fā)人員應該考慮三個關鍵方面：

是否為對設計重要的內容指定了最小值和最大值

這些值的測試條件將與實際用例進行比較

這些值是否由設計和/或特性和/或測試保證

典型值始終需要謹慎考慮，因為溫度、Vdd 電平、工作頻率和其他因素會影響這些值在設計中的真實情況。這些天來，行業(yè)中一個非常普遍的現象是在一個基于另一個規(guī)范的規(guī)范中遇到有限的功能。通常這樣做是為了在數據表的首頁上實現非常有吸引力的規(guī)格。然而，在深入研究電氣規(guī)格表后，很明顯，看似一流的規(guī)格僅存在于 Vdd、核心頻率、溫度等非常有限的參數下，這可能與設計的其他方面發(fā)生沖突。這種錯覺可能會導致失望，因為最好的解決方案可能會出現在首頁上，

例如，考慮圖 1 所示的圖表，該圖表來自數據表的首頁。20MHz 規(guī)格非常適合這種便宜的 MCU;但是，細則表明這只能在 4.5V Vdd 以上實現，這在系統(tǒng)中可能無法實現，或者會產生使用更大升壓轉換器來實現該運行速度的成本。

圖 1：安全操作區(qū)域圖(來源：Silicon Labs)

該圖提出了有關其他規(guī)格的問題，這在很大程度上取決于其他因素。當一個重要規(guī)范的測試條件為 4 MHz 但設計將以 20 MHz 運行時，需要預先考慮到它對于某些用例可能不準確。人們可以假設它可能非常不準確，尤其是在模擬規(guī)范的情況下。

此外，在檢查規(guī)格表時，重要的是要研究腳注并了解它是否由設計、特性或測試來保證，它們分別稱為 GBD、GBC 和 GBT。通常，GBD 對規(guī)范的信任度最低，而 GBT 對規(guī)范的信任度最高，而 GBC 則處于中間位置。

如果應用程序有嚴格的時序要求并且需要非常精確的振蕩器，那么 GBD 就有點令人擔憂了，因為為修整的高速振蕩器提供的唯一規(guī)格是 GBD。如果 UART 等高速通信接口接近未調整的高速內部 (HSI) 振蕩器的 5% 不準確數，這可能會導致其失敗。在儀器儀表或計量等應用中，您需要在特定時間窗口內對事件進行計數或跟蹤，振蕩器中的漂移會影響測量結果的準確性。

靈活性和可擴展性

在每個項目的架構和技術之間跳躍可能會延遲設計的完成，從而延緩上市時間。雖然供應商 A 的設備可能是手頭項目的最佳選擇，但供應商 B 可能有另一種設備更適合今年晚些時候的項目。這成為每個項目的優(yōu)化與項目之間開發(fā)和知識的重用(或缺乏)的平衡。

因此，在評估當前設計的供應商選擇時，請確保他們?yōu)槲磥懋a品提供正確的解決方案。例如，如果您需要使用來自不同供應商的設備，作為項目最佳選擇的一次性設備可能會延遲下一個項目。始終尋找可擴展的 8 位平臺，例如 Silicon Labs 的 EFM8 產品組合，如圖 2 所示，它提供可擴展的內存和 GPIO 選項，并受免費 IDE 和無限 Keil 許可證的支持?？蓴U展平臺在類似架構中提供了許多 GPIO 和內存選項，從而促進了項目之間的設備切換。

圖 2：Silicon Labs 的 EFM8 產品組合(來源：Silicon Labs)

仔細觀察 MCU 系列中的每個設備也是值得的，以確保功能一致，以便遷移到更大的 GPIO 設備不會犧牲一些重要的東西，例如正確數量的通信端口、DAC 或 PWM 通道。

壽命和供應保證

8 位設備已經存在了幾十年，8 位市場已經成熟。因此，8 位 ASP 現在非常低。這對開發(fā)人員來說很好，但對于半導體供應商來說可能是一個痛點，因為他們已經接近盈利水平，這導致一些供應商放棄對他們的 8 位產品組合進行新的投資。

當供應商發(fā)布報廢 (EOL) 和不推薦用于新設計 (NRND) 通知時，這種情況可能會變得令人擔憂，這可能會威脅到最終產品的使用壽命。Silicon Labs 是少數繼續(xù)投資 8 位技術的 MCU 供應商之一。這表明了對 8 位市場的堅定承諾，并增強了核心供應商集團不會停止其 MCU 產品的信心。

許多供應商都公布了有關 MCU 產品壽命的信息。有些甚至提供供應商計劃支持這些設備多長時間的確切日期。例如，Silicon Labs 列出了每個 8 位系列的最低支持日期，清楚地說明了哪些應該用于長期設計。如需 Silicon Labs 8 位產品的最短使用壽命列表，請訪問Silicon Labs網站上的長壽承諾頁面。

MCU 產品壽命可能不是快速設計的關鍵問題，例如壽命短和快速下降的消費產品，但它對于最終產品需要兩到三年設計的醫(yī)療、汽車和工業(yè)應用至關重要進入，然后緩慢上升并趨于平緩，可能持續(xù) 10 年以上。由于廉價的 8 位 MCU 已停產，因此失去繼續(xù)構建重要且有利可圖的最終產品的能力可能是災難性的。

結論

隨著 8 位 MCU 在不斷發(fā)展的 MCU 領域中占據一席之地，嵌入式開發(fā)人員必須考慮新的考慮因素。這是必不可少的，因為使用 8 位 MCU 的好處包括相對較低的成本和易用性，這可能會受到工具隱藏成本、支持軟件不足、誤導性數據表參數以及缺乏可擴展性的影響。

在為您的下一個設計評估合適的 MCU 時，牢記所有這些考慮因素可以大大提高您在短期和長期內取得市場成功的機會。

　　審核編輯：湯梓紅