ตำแหน่งของไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 และ 16 บิตคืออะไร เหตุใดจึงไม่ได้รับ 32 บิต

จุดตัดยอดที่แท้จริงคืออะไรในแง่ของการแลกเปลี่ยนระหว่างต้นทุนและประสิทธิภาพสำหรับการเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์ 32 บิต?

กล่าวอีกนัยหนึ่งด้วยการเพิ่มขึ้นและการครอบงำของสถาปัตยกรรม ARM เหตุใดเราจึงยังใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตและ 16 บิต พวกเขายังถูกกว่าหรือไม่

ฉันเข้าใจว่าอุปกรณ์ต่ำสุดไม่จำเป็นต้องใช้ทรัพยากรที่เสนอโดยสถาปัตยกรรมที่ใหญ่และซับซ้อนกว่านี้ อย่างไรก็ตามอะไรคือแรงจูงใจที่แท้จริงที่จะยังคงใช้มันหากค่าใช้จ่ายดูเหมือนจะแปรเปลี่ยนไปสู่ระดับเดียวกัน

อาจเป็นปีที่ผ่านมามีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่าง 8-bitters ต่ำสุดและไมโครคอนโทรลเลอร์ 32 บิตที่ถูกที่สุด ไม่ใช่กรณีอีกต่อไป

จากการกำหนดราคาจำนวนมาก Digi-Key คุณสามารถรับ PIC10F200 8 บิตสำหรับ35 for ใน 2,500 ปริมาณในแพ็คเกจ SOT-23-6 คุณจะได้รับ 32 บิต CY8C4013SXI-400 (ARM Cortex-M0) สำหรับ36ȼใน 2,500 ปริมาณในแพ็คเกจ SOIC-8 (การกำหนดราคาจำนวนมากแบบ Digi-Key ไม่เหมือนจริงในแง่ของสิ่งที่ผู้ผลิตจ่ายจริงซึ่งอาจน้อยกว่ามาก แต่ฉันคิดว่ามันถูกต้องที่จะใช้สำหรับการเปรียบเทียบราคาแบบคร่าวๆระหว่างผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันสำหรับปริมาณที่คล้ายกัน)

ดังนั้น OP นั้นถูกต้องพวกมันมาบรรจบกัน

เหตุใดจึงไม่ใช้ชิป 32 บิตมากกว่า อย่างที่ฉันบอกไว้ในย่อหน้าแรกราคาและขนาดที่เท่าเทียมกันนี้เกิดขึ้นในปีที่แล้วหรือ 18 เดือนเท่านั้น และพวกเขายังคงมีหนทางอีกยาวก่อนที่จะมีชิปมากพอที่จะแข่งขัน

จากชิป6875 ARM ที่มีอยู่จาก Digi-Key มีเพียงสี่ในสต็อกที่มีการกำหนดราคาปริมาณภายใต้ดอลลาร์ สี่ . ในขณะเดียวกันมีชิป 8-bit หลายร้อยบิตภายใต้ดอลลาร์เพื่อให้วิศวกรเลือก

แต่สมมติว่ามีไมโครไซต์ 32 บิตต่ำสุดไม่กี่โหล พวกเขาจะถูกเลือกโดยอัตโนมัติมากกว่า 8 บิตหรือไม่

ก่อนอื่นคุณต้องทำให้วิศวกรรับรู้ถึงพวกเขา มีความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ สิ่งใหม่ที่ต้องเรียนรู้ - จากมุมมองฮาร์ดแวร์เรียนรู้วิธีรวมชิปใหม่เข้ากับวงจร มีเครื่องมือใหม่ ๆ เช่นโปรแกรมเมอร์ในวงจรคอมไพเลอร์ใหม่เป็นต้นสำหรับวิศวกรเฟิร์มแวร์เรียนรู้วิธีใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงและตัวจับเวลาชุดใหม่ (ส่วนใหญ่ลงทะเบียนเค้าโครงและความหมายบิต)

32- บิตเป็นสิ่งที่ดีและทั้งหมดนั้น แต่ถ้าไม่มีใครต้องการที่จะทำการคำนวณจำนวนมากจุดคืออะไร? หากคุณมี GPIO พินเพียงสี่ตัวการเข้าถึงภายในพินในขณะที่การลงทะเบียนแบบ 32 บิตไม่ได้เปรียบในการใช้การลงทะเบียนแบบ 8 บิต

ฉันคิดว่าการใช้พลังงานมักจะเป็นที่โปรดปรานของไมโคร 8 บิต

ตัวอย่างเช่น PIC10F200 ดึง 175 µA ทำงานที่ 4 MHz และ 2v และ 100 nA ในโหมดสลีป CY8C4013SXI-400 ใช้เวลาประมาณ 800 runningA ที่รัน @ 4MHz และ 2v และ 1 uA ในโหมดสลีป (แผ่นข้อมูลสำหรับ CY8C4013SXI ไม่มีตัวเลขสำหรับ 4 MHz หรือ 2v ดังนั้นฉันต้องทำการประมาณ - แผ่นข้อมูลบอกว่ามันใช้ 2 ma @ 6 MHz และ 3.3v)

ดังนั้น ARM จะดึงกระแส 4.5 เท่าเมื่อตื่นและ 10 ครั้งเมื่อหลับ ดูเหมือนจะไม่มากนัก แต่ความแตกต่างระหว่างการทำงานกับเซลล์เหรียญเป็นเวลา 3 เดือนหรือเป็นปี (ฉันสมมติว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ทั้งสองกำลังทำเวลาเป็นส่วนใหญ่อัปเดตพอร์ต ฯลฯ และไม่ทำการคำนวณหนักจริง ๆ หากเป็นกรณีหลังและไมโคร 8 บิตต้องใช้เลขคณิตแบบมัลติไบต์จำนวนมากเป็นระยะเวลานาน ของเวลามันเสียประโยชน์บางอย่างไป)

เป็นที่น่าสนใจที่ ARM ดึงกระแสประมาณสี่เท่าของกระแส 8 บิตและในทางกลับกันจะมีรีจิสเตอร์ภายในและพา ธ ข้อมูลที่กว้างสี่เท่า ฉันไม่คิดว่านี่เป็นเรื่องบังเอิญ สำหรับ CMOS การใช้พลังงานนั้นเป็นสัดส่วนคร่าวๆกับจำนวนของทรานซิสเตอร์ที่ถูกเปลี่ยนและ ARM นั้นทำงานได้มากกว่าเดิมต่อการเรียนการสอน

ในขณะที่ผู้ขาย ARM นำชิประดับล่างออกมาฉันก็ไม่แปลกใจถ้าผู้ขายอย่าง Microchip ลดราคาลงอีก ไม่ว่าในกรณีใดราคาเท่ากันแพคเกจขนาดใกล้เคียงกัน แต่ชิป 32 บิตให้เลือกฉันคิดว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาด 8 บิตยังคงอยู่ในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะคุณ มีวิศวกรหมื่นคนที่คุ้นเคยกับพวกเขา

สามประเด็นหลัก:

• ราคา
• ขนาด
• การใช้พลังงาน

50 ¢เมื่อคุณสั่งซื้อ 10,000 ชิปเป็นเงินจำนวนมาก ยิ่งกว่านั้นเมื่อคุณสั่งซื้อ 100,000 ชิป

คุณสามารถรับชิป 8 บิตที่เล็กกว่าชิป 32 บิตได้อย่างมากเช่น PIC10 ที่มีอยู่ในแพ็คเกจ SOT23-6

ชิปแบบ 32 บิตเพราะโดยทั่วไปพวกเขาจะโอเวอร์คล็อกได้เร็วขึ้นและทำมากขึ้นกินพลังงานมากกว่าชิป 8 บิตเล็กน้อย แบตเตอรีหมดเร็วระบบพลังงานจะต้องให้กระแสมากขึ้น (และมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า) ฯลฯ

ท้ายที่สุดแล้วทำไมคุณถึงซื้อ Juggernaut เพื่อซื้อน้ำตาลหน้าประตู

แอปพลิเคชั่น uC ที่ฉันพัฒนาขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์แทบจะไม่เคยจัดการขนาดข้อมูลที่ใหญ่กว่า 8 บิต; ดังนั้นแม้ว่า 32 บิตเป็นราคาเดียวกับ 8 บิต แต่ก็จะไม่มีประโยชน์ อย่างที่คนอื่นพูดเราไปเพื่อสิ่งที่คุ้นเคยเพื่อให้เราสามารถต่อยได้เร็วขึ้น อันสุดท้ายที่ฉันพัฒนาขึ้นมา แต่กลับกลายเป็นว่าต้องผลักดัน PIC16 ที่ฉันเคยใช้มาจนถึงขีด จำกัด ในทุกวิถีทาง - แต่นั่นไม่ใช่เพราะขนาดของข้อมูล ถ้าฉันทำอย่างนั้นฉันก็ควรเรียนรู้แขน

ฉันคาดหวังว่าชิป ARM จะเข้ามาแทนที่ฟังก์ชั่นส่วนใหญ่ที่บางอย่างทำงานเหมือน "คอมพิวเตอร์" ในทางตรงกันข้ามไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตจำนวนมากคุ้นเคยกับการทำสิ่งต่าง ๆ ซึ่งสามารถทำได้ด้วยอุปกรณ์ลอจิกที่โปรแกรมได้ง่ายหรือจำนวนประตูที่พอเหมาะ แต่สามารถทำได้ถูกกว่าและ / หรือใช้กระแสไฟฟ้าน้อยกว่าโดยใช้ ไมโคร 8 บิตง่าย ๆ เมื่อออกแบบแอพพลิเคชั่นที่มีความซับซ้อนมากขึ้นมักจะใช้ไมโคร 32 บิตได้ง่ายกว่า 8 บิต แต่ถ้าวัตถุประสงค์ทั้งหมดของชิปคือเช่นดูและ debounce อินพุตที่แน่นอนและถ้ามันสูงให้เริ่มเอาท์พุท 200 พัลส์ที่เอาต์พุตบางช่วงเวลา 1 มิลลิวินาทีและ 100 ครั้งที่ 2 มิลลิวินาทีและ 100 ที่ 3 มิลลิวินาทีจากนั้นหยุดชั่วครู่ 100 มิลลิวินาทีและทำต่อไปเรื่อย ๆ จนกว่าอินพุตจะต่ำการออกแบบรหัสสำหรับการที่อาจจะง่ายขึ้นบนไมโคร 8 บิตมากกว่าบน 32 บิต ความแตกต่างของค่าใช้จ่ายระหว่างไมโคร 8 บิตและ 32 บิตอาจไม่เพียงพอในหลาย ๆ กรณีเพื่อปรับการใช้ความพยายามด้านวิศวกรรมเพิ่มเติมเพื่อทำให้โครงการ "พอดี" ในไมโคร 8 บิต แต่ในกรณีที่ 32- บิตส่วนจะไม่ ไม่ต้องใช้ความพยายามด้านวิศวกรรมใด ๆ ไม่มีเหตุผลที่จะต้องเสียเงินเพิ่มแม้แต่นิดเดียว

ในขณะที่ฉันยอมรับว่าค่าใช้จ่าย CPU และการใช้พลังงานเป็นเหตุผลสำคัญ แต่สิ่งที่ต้องพิจารณาอีกอย่างหนึ่งที่ฉันยังไม่เห็นในรายการนี้คือพื้นที่ PCB สำหรับระบบฝังตัวหลายชนิดเช่นเครื่องชั่งน้ำหนักอิเล็กทรอนิกส์ไม่จำเป็นต้องใช้ I / O จำนวนมากไม่มีประโยชน์กับขนาดบัสที่ใหญ่ขึ้นและไม่ได้รับประโยชน์ในการประมวลผลที่เร็วขึ้น แต่มีเป็นข้อดีสำหรับแพ็คเกจขนาดเล็กที่มีพินน้อยลงเพราะทำให้การจัดวางและการกำหนดเส้นทางของแผงวงจรพิมพ์ง่ายขึ้นและเล็กลง หากบอร์ดสามารถออกแบบเป็นบอร์ดแบบ 2 ชั้นแทนที่จะเป็นบอร์ดแบบ 4 เลเยอร์ก็จะประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากและจำนวนพินที่เล็กลงซึ่งมักจะมาพร้อมกับตัวประมวลผล 8 บิตมักจะช่วยประหยัดได้มากกว่า 32- ตัวประมวลผลแบบบิตซึ่งโดยทั่วไปจะมีหมุดและแพ็คเกจที่ใหญ่กว่า

แม้ในโลก 8 บิตประเภทใหม่นั้นเป็นที่รู้จักกันว่าใช้เวลานานกว่าจะได้รับความนิยมมากกว่ารุ่นเก่า - ดู MCS51 ยังมีชีวิตอยู่ในซอกและ MCS48 ยังคงพบในสถานที่ที่ไม่คาดคิด

ในหลายกรณีการเปลี่ยนแปลงไม่ได้เกิดขึ้นเพราะมันไม่มีคุณค่าเพิ่มเติมและมาพร้อมกับค่าใช้จ่ายในการเรียนรู้เทคโนโลยีใหม่ที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ว่าอยู่ที่นั่นและ / หรือคาดว่าจะยังคงเป็นเป้าหมายที่เคลื่อนที่ได้ เป็นที่น่าสนใจสำหรับผู้ที่ต้องการมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยี MCU แต่น่ารำคาญสำหรับผู้ที่ต้องการมุ่งเน้นไปที่แอปพลิเคชันของพวกเขาและไม่แก้ไขและทดสอบซอฟต์แวร์การผลิตซ้ำเพื่อปรับใช้ ARM vintage ในปีนี้!) สำหรับบางองค์ประกอบที่ไม่ได้รับการพัฒนาล้าสมัยอีกต่อไปสำหรับส่วนประกอบอื่น ๆ ที่มีความเสถียรในที่สุดและในขณะที่มันอาจต้องมีการแก้ไขข้อบกพร่องคุด แต่อย่างน้อยก็ให้แพลตฟอร์มที่มั่นคงสำหรับสิ่งเหล่านี้ การไหลของลาวาไม่ได้เป็นปฏิปักษ์ต่อกันเสมอไป - มีแนวโน้มที่จะทำให้ภูเขาอยู่ที่ ...