「32-bit MCU可能取代8-bit MCU吗?」这个问题的答案是肯定也是否定,之所以说肯定是因为「32-bit MCU确实可以部分取代8-bit MCU」,之所以说否定则是「32-bit MCU无法全面取代8-bit MCU」,至少在未来3、5年内都是如此。
近阵子ARM之类的IP Provider(硅智财供货商)对MCU市场特别积极,原因是MCU市场呈现着「中空、两极」的态势,「中空」即是16-bit MCU一直没有强势的主流架构,而「两极」则是成本与效能的两取向发展,成本取向以8-bit MCU为主;效能取向以32-bit MCU为主,且8-bit MCU与32-bit MCU各有强势的主流架构,8-bit为8051;32-bit则为ARM。
ARM积极将其核心技术打入MCU市场,甚至为此在数年前并购了最知名的8051开发工具商:Keil,以及为嵌入式市场特别发展了Cortex-M系列的核心,这些发展的目标不单是取代缺乏主流架构的16-bit MCU,也包含取代或压迫8-bit MCU市场。
但是,这些动作真能奏效吗?就「取代16-bit MCU」来说确实是极大、极有效的攻势,但对「取代8-bit MCU」而言就有所限。为何如此说?关于此笔者有多项的理由,这些理由包括价格、功耗、接脚等。
首先是价格,ARM与Luminary Micro合作,推出1美元的32-bit MCU(使用Cortex-M3核心),以此逼近与8-bit MCU间的价差,期望吸引原有使用8-bit MCU的设计者改用32-bit MCU,不过8051架构的MCU也有低至0.5美元的价位,在低阶控制应用上硬件料件成本为斤斤计较,0.5美元的价差都不易接受。况且,并非每款32-bit MCU都如此低廉,1.x美元的32-bit MCU必是偶尔为之,难就此成常态。
此外市场研究机构也预测,将市场需量与平均售价(ASP)相乘,也必须到2011年才有可能让8-bit MCU市场与32-bit MCU市场打平,并在此后超越,即便超越也是以「量少价高」的方式超越,无法单从价格上超越,毕竟32-bit MCU的核心一旦投入商业用途多半都要授权费与权利金,然8051之类的MCU并没有此一成本,且其他专属8-bit的MCU架构也早已量价均摊至极低成本。
再者,许多低功耗诉求8-bit MCU在休眠时已达微瓦(uW)等级,这也是32-bit MCU难以企及的,微瓦用电使8-bit MCU在近年来兴起的家庭自动化监控、无线传感器网络等应用上将格外受用。
另外8-bit MCU也有6-pin、8-pin的极少接脚版本,几可用来取代运算放大器之类的简单模拟运算零件,此方面一样是32-bit MCU难以做到的。
更重要的是,ARM收并Keil后积极让ARM的开发环境与8051的开发环境相融合、一致,然到目前为止Keil在开发工具的销售上仍有70%属于8051,很明显8051仍是大宗主流,ARM期望工程师从8051转向ARM,此一策略可能要花更多、更久的心力才能实现。
不过,在高阶性应用上32-bit MCU的确比8-bit MCU便利,至少可减少程序优化的心力,因此未来有朝高阶化应用的设计者,建议可早日熟悉32-bit MCU的开发环境。