超越价格:如何评估8位MCU的实际价值

 新闻资讯     |      2019-11-07 00:38

导言

尽管有Arm Cortex-M处理器等新渠道的竞赛和商场份额的添加,但现在的8位MCU仍占有整个微控制器(MCU)商场的很大一部分。嵌入式商场中8位MCU的继续优势在于多种要素:低本钱、简略、快速把握用法、老练的生态体系以及无处不在的东西库。

作为已老练的8位MCU技能,价格已挨近其下限,这为开发人员带来了挑选难题。在寻觅嵌入式规划的低本钱8位MCU时,有许多具有类似的价格及功用集的产品,但哪种挑选最好呢?常常被忽视的一个方面是:来自不同供货商的类似的8位MCU硬件的实在价格以及运用价值。以下是一些重要的考虑要素,终究将提醒8位MCU的实践价格。

生态体系

▪ 东西

当本钱成为嵌入式规划的主要要素时,防止在编译器答应证或编码环境上花费资金是正确的。在挑选MCU之前,请承认供货商的芯片和他们供给的软件示例是否能够在免费开发渠道上运用。不然,取决于组件数量的不同,即便一家供货商的均匀销售价格(ASP)等于或高于另一家,终究的实践花费本钱也或许是较低的。

例如,来自竞赛厂商的两个根据8051的MCU挑选或许具有类似的芯片价格,但东西本钱不同。假如MCU供货商供给的根据8051的芯片短少免费编译器或集成开发环境(IDE)答应证,则开发人员有必要运用Keil或IAR并付出答应费用,然后添加了项意图总投资。愈加具有本钱优势的挑选是运用免费IDE和无限制Keil答应证支撑的8位渠道。

▪ 软件

一旦理解了编译器和开发环境,下一个隐形的技能指标是MCU渠道上软件示例和生态体系的可用性。例如,寻觅那些为其外设供给很多代码示例的MCU供货商。这样能够轻松把控所需的每个外设,如PWM、UART和ADC,然后将它们组合到一个项目中,就能很快完结规划。这意味着可更快地进入商场并添加潜在的收入,使得产品具有更高溢价才干。所以,可供给杰出支撑的MCU生态体系具有更高的性价比优势。

技能指标

▪ 规划、特性和测验(GBD、GBC和GBT)确保

在细心阅读相对简略的8位MCU标准时,能够从数据手册的摘要页面中轻松了解器材的功用,然后参阅电气标准表以获取有关重要标准的更多具体信息。但是,事实上比看起来要更杂乱一点,开发人员应该考虑三个要害方面:1)是否有对规划来说重要的最小值和最大值;2)这些值的测验条件是否匹配实践运用状况;以及3)这些参数是否得到规划、特性或测验确保。

因为温度、Vdd规模、作业频率和其他要素会影响规划中的实在值,因而需求一直慎重考虑典型值。现在,业界常见的状况是:在一个根据另一个参数的技能指针下,会发作功用受限的状况。一般,数据手册主页上会展示十分有吸引力的技能指标。但是,在深入研讨电气技能标准表之后,很明显看似顶尖的技能参数仅存在于Vdd、中心频率、温度等参数十分受限的状况下,这或许与规划的其他方面相冲突。这种幻觉或许导致绝望,因为开始的最佳解决方案仅来自主页,然后在发现这些标准的一切注意事项后,规划决议计划变得不那么清晰了。

例如,图1中显现的图表来自数据手册的主页。关于廉价的MCU来说,20 MHz技能参数是十分好的,但是,具体数据标明这只能在4.5V Vdd以上才干完结,这在实在体系中或许是不或许的,或许会导致以添加本钱为价值运用更大的升压转换器来到达该操作速度。

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图1 安全操作区域图

图1中的图表引发了对其他标准的质疑,那些标准在很大程度上依赖于其他要素。当一个重要的技能参数具有了4 MHz的测验条件,但规划将在20 MHz下运行时,需求预先考虑该技能参数,它关于某些特定运用场景或许会不精确。能够假定它或许十分不精确,特别是假如它是模仿技能参数。

此外,在检查技能标准表时,重要的是要研讨附注,并了解它是否得到规划、特性或测验(亦称为GBD、GBC和GBT)确保。一般,GBD在标准中有最低可信度,而GBT在标准中有最大的信赖度,GBC在中心。

表1中的示例(来自典型的MCU产品数据手册)显现了GBD和GBC的两个选项。假如运用要求严厉的时序并且需求十分精确的振荡器,那么GBD标准有点令人担忧,因为调整后的高速振荡器的仅有标准是GBD。假如它挨近未调整的高速内部(HSI)振荡器标准的5%的不精确数,这或许导致像UART这样的高速通讯接口失利。在外表或计量等运用中,您需求核算或盯梢特定时刻窗内的事情,振荡器的漂移会影响丈量的精确度。

表1 典型8位MCU中HSI振荡器特性

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灵活性和可扩展性

在每个项目中切换不同架构和技能或许会推延规划的完结,然后减缓产品上市时刻。尽管供货商A的器材或许是手头项意图最佳挑选,但供货商B或许有另一款器材关于本年晚些时候的项目更好。这需求为每个项目进行优化、权衡,并在项目之间重用开发效果。在评价当时规划的供货商挑选时,请确保他们具有合适未来产品的解决方案。例如,假如您需求运用其他供货商供给的器材,那么项目最佳挑选的一次性器材或许会推迟下一个项目。一直寻觅可扩展的8位渠道,例如图2中的Silicon Labs的EFM8产品组合,它供给可扩展的内存和GPIO选项,并支撑免费的IDE和无限期的Keil答应证。可扩展的渠道在类似的架构中供给了许多GPIO和存储器巨细调配,答应在项目之间轻松切换器材。

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图2 Silicon Labs EFM8 MCU渠道标准示例

细心检查MCU系列中的每个器材类型是值得的,这样能确保功用共同,并在迁移到更多GPIO数量的器材时不会献身重要的功用,例如恰当数量的通讯端口、DAC或PWM通道。

寿数和供给确保

8位商场现已十分老练,8位器材也现已存在了几十年。因而,现在8位器材的ASP十分低。这对开发人员来说很好,但关于半导体供货商而言或许是一个痛点,因为半导体供货商现已挨近盈余最低点,并且一些供货商现已抛弃了对其8位产品的新品开发。当供货商发布寿数停止(EOL)以及 “不引荐用于新规划” (NRND)告诉时,这种状况或许会变得令人担忧,这或许会要挟到终究产品的运用寿数。Silicon Labs是少量继续开发8位技能的MCU供货商之一。这标明了对8位商场的许诺,并使人们信任供货商不会停产其MCU产品。

许多供货商都在宣扬确保有关MCU产品支撑供货的信息,有些乃至供给了最少许诺供货日期。例如,Silicon Labs为每个8位系列都列出了最低供货日期,清晰阐明哪些能够适用于长时刻规划。

MCU产品的运用寿数或许不是快速规划的要害问题,例如寿数短且快速下降的消费类产品,但关于医疗、轿车和工业运用来说至关重要,这些运用的终端产品常常需求两到三年的规划时刻,然后陡峭地上升并继续超越10年。假如因为廉价8位MCU停产而失掉重要的、可盈余的终端产品,那么关于企业将是一个大的丢失。

定论

尽管8位MCU已在不断发展的MCU领域中占有一席之地,但嵌入式开发人员有必要归入新的考量要素。运用8位MCU的优点包含相对较低的本钱和易用性,但这或许遭到东西隐形本钱、支撑软件缺少、误导的数据手册参数和缺少可扩展性的影响。在为您的下一个规划评价合适的MCU时,记住一切这些考量要素能够大大提高您现在和长时刻的商场成功时机。

Mark Beecham

Silicon Labs MCU和传感器产品司理

Mark Beecham是一名产品营销工程师,担任支撑及界说Silicon Labs的8位和32位微控制器和传感器产品。Mark专心于嵌入式体系和传感器,于2015年参加Silicon Labs,在此之前曾在IBM和德州仪器公司作业。此外,他具有德克萨斯A&M大学的电子工程学士学位。