简析8位MCU的未来之路

光彩四射的一代又一代超级受到广泛关注，而朴实无华的8位微处理器却一直充当业内负重的驮马。随着需求变化，在一些应用中微处理器升级到16位或更高，但与此同时，处理能力和集成水平持续提升的8位器件也不断找到了新的应用。这使得面向成本关键型系统的8位微处理器的阵容变得日益庞大，功能也变得日益强大。

与高端处理器令人眩目并可资炫耀的能力进展相比，低端处理器默默的、渐进式的改进似乎显得相对黯然。例如，在技术公司最近的PIC 8位微处理器系列中，8引脚的PIC12F519和14引脚的PIC16F526都带有64字节的片上闪存数据存储器。增加这个特性可能算不上重大的技术跃进，但它却代表了8位处理器持续改进的趋势，不断累积的改进最终也会带来重要影响。

“8位器件的历史一直是一种渐进式改进的历史。” Microchip公司产品营销应用经理Sanie Duvenhage指出，“它们变得更紧凑、成本更低，容量和灵活性都一步步地显著提高。”

(美国)公司业务开发经理David Chen同意这种看法。“用户现在期望以相同或更低的价格得到集成度更高、具有更多特性和外围电路、且速度更快的产品。”他指出。由于有这样的需求，8位微处理器目前普遍包含串行和并行数字I/O、A/D和D/A转换器、定时器、振荡器、非挥发性存储器及许多其它功能。

然而，为满足各种不同的应用需求，现有产品的具体功能配置差别很大。Microchip公司的Duvenhage指出，“高端处理器的型号开发通常以一些大型应用系统为目标，而8位产品的应用较为零散，且是一个横向的市场。”Microchip曾透露其近6万用户的前十位占有率不到其业务的10%。

其结果之一是，在内存、外围设备、I/O和系统功能方面，所有现有的微处理器系列都存在不同配置。像意法半导体等厂商，其产品目录中久包括数百种8位。

结果之二是基于8位微处理器的产品家族繁盛。据Gartner Dataquest资料，按数量计算8位器件占据处理器市场的一半以上。这个优势地位似乎将会持续，而且实际可能还在强化，由于系统特性更多且价格更低，8位微处理器在需求增长方面领先于16和32位微处理器。

这个结果似乎是违反直觉的，因为高性能产品的成本下降理论上应该引发从8位器件向上迁移。在一些情况下，这样的迁移已经发生。公司MSP430 16位MCU小组的营销经理Kevin Belnap指出，“性能在某种程度上定义了8位和16位市场之间的分界线。”Belnap指出，在一些应用系统中，不断提高的性能要求产生了对双精度计算或16位模拟的需求，与此同时，16位MCU成本也在随着半导体工艺的一代代更新而下降。

开发新的应用领域

然而，工艺进步降低了16位器件成本，同时也在提升8位处理器的性能。另外，架构的改进也支撑起更强大的性能。例如，东芝去年推出了基于具有一个时钟内运行一条指令能力的TLCS-870/C1内核的8位MCU系列。与每条指令4个时钟周期的架构相比，该架构改变意味着重大的性能提升。这样的进步有助于8位MCU在许多应用中保持其独占地位。

集成度的提高是8位MCU在一些以前使用ASIC、可编程逻辑或非电子方法的应用中具有吸引力的另一个因素。由于8位MCU价格不过几毛钱，目前在电池充电器、电动牙刷、咖啡机、家用验孕工具、玩具甚至烟花中都已包含了MCU。

复杂系统也能利用8位MCU来实现一些简单的功能。例如，Microchip的Duvenhage就表示，在一些需要可配置时延的应用中，工程师们在使用6引脚的MCU来控制复位电路，其原因仅仅是因为它们易于配置且更便宜。同较大MCU能够占领的应用相比，8位MCU新开发的应用在以相同或更快的速度增长。“这形成了得失相抵的动态平衡，”Duvenhage说，“整个市场是稳定的，而且，将在长时间内保持稳定。”

总成本方程

价格是8位器件夺取新应用领域的杀手锏。“8位领域最关键的是成本，”东芝的Chen说，“为保持竞争力，需要非常小心地给这些控制器定价。”

但仅仅器件价格低还不够，Chen补充说。制造商们需要考虑用户的总成本，包括MCU在其它方面可以实现的任何节省。例如，在MCU中包含开机复位电路可以省去几个外部器件，用户在做决策时会考虑这样的好处。