發布日期：2022-07-15 點擊率：71
盡管高端處理器,特別是32位MCU逐步成為人們關注的焦點,但8位MCU也并非止步不前。據IC Insights公司統計,2004年8位微控制器在總收入和發貨量方面繼續居于領先地位。諸如8051和6811等標準架構的可綜合、可配置版本已經能夠以可授權的硅IP方式獲得,這使8位器件的生存周期遠遠超過了預想。
8位MCU將繼續是汽車工業應用的主力產品。其突出優點是能夠以高性價比實現控制功能,從而使消費者享受到智能產品給汽車帶來的好處。例如,BMW 745i豪華轎車使用了60多個8位MCU。
如果依舊停留在1980年代最初設計時的半導體工藝水平(速度約為2MHz),8位處理器將很快喪失生命力。但可綜合MCU的出現使它可以利用最新工藝技術的優勢。由于是“軟”內核,這些處理器也是可配置的,允許設計者根據目標應用的要求來優化MCU。架構和工藝的改進已經使8位MCU的速度提高了100倍,從1980年的每秒10萬指令發展到今天的每秒1億指令以上。
這些可綜合內核還可以受益于最新的EDA優化工具,如把功耗降低50%、自動保證信號完整性、提高產品的可制造性、可靠性和良品率,另外,還可以插入一些用于制造測試的結構。事實上,設計者更樂于使用基于成熟架構的已驗證IP,而并不想自己開發同樣目的的功能。當設計者致力于達到現代SoC所要求的可生產性和性價比時,這一點尤為重要。據國際半導體技術路線圖(ITRS)預測,到2008年,95%的生產利潤將是通過使用預設計、預驗證、可復用的IP模塊實現的。
設計者繼續使用8位處理器當然是因為該架構被人們所熟悉并具有很高的穩定性。另一方面,圍繞它們業已形成的龐大產業生態系統也是令人難以舍棄的原因之一。與那些標準架構緊密相關的可綜合內核只需做少量或無需做修改就可以支持遺留的軟件。如果系統的原始設計者10年前退休了,這一點就顯得更為重要。
那么,8位MCU的前景如何呢？對于VCR、遙控器、玩具、烤箱、冰箱和洗衣機等一些對處理能力要求不高的應用,8位處理器足以提供應用所需要的處理能力。對其中的大部分應用,設計者可以使用性價比更高的甚至0.5微米工藝。
對于目前使用分立8位MCU和其它邏輯IC實現的大批量產品,如果把整個設計融合到單個SoC中可以極大地削減制造成本、提高可靠性并降低功耗。當然,這要求把8位MCU及相關的存儲器嵌入其中。為了支持這種改變,MCU必須與分立部件100%地匹配。通過減少印刷電路板面積和元器件數量,并采用高密度的現代半導體工藝技術,這可以大幅度降低成本。例如,嵌入式8051可以用大約1.2萬個邏輯門實現,其硅成本只有幾分之一美分。
在確實需要32位處理器來操作數據的應用中,8位MCU可以用于減輕相對較大且功耗較高的主處理器的負擔。當主處理器處于空閑或睡眠狀態時,看家功能可以由8位MCU負責,從而使32位主處理器運行在低頻率上。在一些情況下,8位MCU可以完成許多處理任務,因此允許我們選擇較小或不太強大的32位處理器。在實時應用中,把8位MCU同一個16、32或64位處理器聯合使用可以提高系統的整體可靠性。
雖然在不久的將來32位MCU市場無疑將超過8位MCU,但8位MCU仍具有強大的生命力。一方面,它們已經把自己重塑成可綜合內核,另一方面,設計者也繼續探索在新應用中使用它們的途徑。它們能否繼續生存取決于設計者能否迅速把8位MCU嵌入到其最新設計中。
作者:Meghan Le
DesignWare微控制器產品營銷經理
Synopsys公司
圖1:把8位MCU同功耗較大的32位主處理器聯用可以降低宿主處理器的工作頻率。
