8 비트 및 16 비트 마이크로 컨트롤러의 위치는 무엇입니까? 32 비트를 인수하지 않은 이유는 무엇입니까?

32 비트 마이크로 컨트롤러를 선택하기위한 비용과 성능 사이의 절충점에서 실제 컷오프 지점은 무엇입니까?

다시 말해, ARM 아키텍처의 등장과 지배로 인해 왜 여전히 8 비트 및 16 비트 마이크로 컨트롤러를 사용하고 있습니까? 그들은 여전히 ​​훨씬 저렴합니까?

저급 장치에는 더 크고 복잡한 아키텍처가 제공하는 리소스가 필요하지 않습니다. 그러나 비용이 동일한 범위로 수렴하는 것처럼 보이는 경우 여전히 비용을 사용하려는 진정한 동기는 무엇입니까?

아마도 1 년 전, 저가형 8 비트와 가장 저렴한 32 비트 마이크로 컨트롤러간에 상당한 차이가 있었을 것입니다. 더 이상은 아닙니다.

Digi-Key 대량 가격을 기준으로 SOT-23-6 패키지 에서 2500 수량으로 35 비트 용 8 비트 PIC10F200을 얻을 수 있습니다 . SOIC-8 패키지에서 32 비트 CY8C4013SXI-400 (ARM Cortex-M0)을 2500 개 수량으로 36 비트에 사용할 수 있습니다. (Digi-Key 대량 가격 책정은 제조업체가 실제로 지불하는 비용 측면에서 현실적이지는 않지만 아마도 훨씬 적지 만 비슷한 수량에 대해 다른 제품 간의 대략적인 가격 비교에 사용하는 것이 유효하다고 생각합니다.)

그래서 OP는 맞습니다. 그들은 수렴하고 있습니다.

그렇다면 왜 32 비트 칩이 더 많이 사용되지 않습니까? 첫 번째 단락에서 말했듯이,이 가격대와 크기는 지난해 또는 18 개월 동안 만 발생했습니다. 그리고 그들은 경쟁하기에 충분한 칩이 있기 전에 갈 길이 멀다 .

Digi-Key에서 구입할 수 있는 6875 ARM 칩 중 1 달러 미만의 수량 가격으로 재고가 4 개 밖에 없습니다 . 넷 . 한편 엔지니어가 선택할 수있는 1 달러 미만의 수백 개의 8 비트 칩이 있습니다.

그러나 최소 수십 개의 로우 엔드 32 비트 마이크로가 있다고 가정 해 보자. 그것들은 자동으로 8 비트 것들로 선택됩니까?

우선 엔지니어가이를 인식하도록해야합니다. 변화에 대한 저항은 항상 많습니다. 새로운 관점-하드웨어 관점에서 새로운 칩을 회로에 통합하는 방법을 배우십시오. 회로 내 프로그래머, 새로운 컴파일러 등과 같은 새로운 도구가 있습니다. 펌웨어 엔지니어에게는 새로운 주변 장치 및 타이머 세트 (대부분 레지스터 레이아웃 및 비트 의미)를 사용하는 방법을 배웁니다.

32 비트는 훌륭하고 모든 것이지만 많은 계산을해야 할 필요가 없다면 요점은 무엇입니까? GPIO 핀이 4 개 밖에없는 경우 32 비트 레지스터로 내부적으로 액세스하면 8 비트 레지스터를 사용하는 것보다 이점이 없습니다.

전력 소비는 항상 8 비트 마이크로를 선호한다고 생각합니다.

예를 들어, PIC10F200은 슬립 모드에서 4MHz 및 2v 및 100nA에서 175µA를 소비합니다. CY8C4013SXI-400은 슬립 모드에서 4MHz 및 2v 및 1uA에서 약 800µA를 소비합니다. (CY8C4013SXI의 데이터 시트에는 4MHz 또는 2v의 숫자가 없으므로 몇 가지 추정을해야했습니다. 데이터 시트에 따르면 2ma @ 6MHz 및 3.3v가 사용됩니다.)

따라서 ARM은 깨어있을 때 4.5 배 많은 전류를 소비하고, 수면 할 때 10 배를 소비합니다. 많이 보이지는 않지만 3 개월 또는 1 년 동안 코인 셀에서 실행하는 것의 차이점입니다. (두 마이크로 컨트롤러가 대부분 타이밍을 수행하고, 포트를 업데이트하는 등 실제 무거운 계산을 수행하지 않는다고 가정합니다. 후자가 경우 8 비트 마이크로는 오랜 기간 동안 많은 멀티 바이트 산술을 수행해야합니다 시간이 지남에 따라 장점의 일부가 사라집니다.)

ARM이 8 비트보다 약 4 배 많은 전류를 소비한다는 점이 흥미롭고, 그 결과 4 배의 내부 레지스터와 데이터 경로가 있습니다. 나는 이것이 우연의 일치라고 생각하지 않습니다. CMOS의 경우 전력 소비는 스위칭되는 트랜지스터 수에 거의 비례하며 ARM은 명령 당 실행되는 작업이 훨씬 많았습니다.

더 많은 ARM 공급 업체가 저가형 칩을 출시함에 따라 Microchip과 같은 공급 업체가 더 많은 가격을 인하해도 놀라지 않을 것입니다. 어쨌든 가격이 비슷하거나 비슷한 크기의 패키지이지만 선택해야 할 32 비트 칩이 훨씬 적기 때문에 8 비트 마이크로 컨트롤러는 여전히 잠시 동안있을 것이라고 생각합니다. 특히 그들에게 익숙한 수만 명의 엔지니어가 있습니다.

세 가지 주요 사항 :

• 가격
• 크기
• 전력 소비

10,000 칩을 주문할 때 50 ¢는 많은 돈입니다. 100,000 개의 칩을 주문할 때 더욱 더.

SOT23-6 패키지로 제공되는 PIC10과 같이 32 비트 칩보다 8 비트 칩이 훨씬 작습니다.

32 비트 칩은 일반적으로 클럭 속도가 빠르며 더 많은 작업을 수행하기 때문에 작은 8 비트 칩보다 훨씬 많은 전력을 소비합니다. 배터리가 더 빨리 소모되고 전력 시스템은 더 많은 전류를 공급해야하므로 비용이 더 많이 듭니다.

결국, 왜 옆집에 설탕을 마시기 위해 저거너트를 사겠습니까?

상용 제품을 위해 개발 한 uC 응용 프로그램은 8 비트보다 큰 데이터 크기를 거의 처리하지 못했습니다. 따라서 32 비트가 8 비트와 같은 가격이더라도 여전히 이점은 없습니다. 다른 사람이 말했듯이, 우리는 친숙한 것을 추구하므로 더 빨리 펀치 할 수 있습니다. 그러나 마지막으로 개발 한 것은 내가 사용했던 PIC16을 모든 방법으로 한계까지 밀어 넣는 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 데이터 크기 때문이 아닙니다. 더 이상 그렇게하면 실제로 ARM을 배워야합니다.

ARM 칩이 "컴퓨터"와 같이 동작하는 대부분의 기능을 대신 할 것으로 기대합니다. 다른 한편으로, 많은 8 비트 마이크로 컨트롤러는 비교적 간단한 프로그래머블 로직 디바이스 또는 적당한 수의 게이트로 수행 될 수있는 작업을 수행하는 데 익숙하지만 실제로는 더 저렴하거나 전류 소모가 적을 수 있습니다. 간단한 8 비트 마이크로. 더 복잡한 응용 프로그램을 설계 할 때 8 비트보다 32 비트 마이크로를 사용하는 것이 더 쉬운 경우가 있지만 칩의 전체 목적이 특정 입력을보고 디 바운싱하는 것이라면, 출력이 높으면 200을 출력하기 시작하십시오. 1ms 간격으로 특정 출력에서 ​​펄스, 2ms 간격으로 100, 3ms에서 100, 그 다음 100ms 동안 일시 정지 한 다음 입력이 낮아질 때까지 계속해서 입력하면 실제로 더 쉬운 코드를 설계 할 수 있습니다32 비트보다 8 비트로 8 비트와 32 비트 마이크로 사이의 비용 차이는 더 이상 8 비트 마이크로에 프로젝트를 "적합하게"하기 위해 추가 엔지니어링 노력을 소비하는 것을 정당화하기에 더 이상 충분하지 않을 수 있지만 32 비트 부품이 엔지니어링 노력을 아끼지 않아도 페니를 추가로 소비 할 이유가 없습니다.

CPU 비용과 전력 소비가 주요 이유에 동의하지만 아직 여기에 표시되지 않은 또 하나의 고려 사항은 PCB 공간입니다. 전자식 욕실 저울과 같은 많은 종류의 임베디드 시스템의 경우 많은 I / O가 필요하지 않으며 더 큰 버스 크기에 대한 이점과 빠른 처리에 대한 이점이 없습니다. 그러나, 이다인쇄 회로 기판의 레이아웃과 라우팅이 더 단순하고 종종 더 작기 때문에 핀 수가 적은 소형 패키지의 이점. 보드를 4 계층 보드가 아닌 2 계층 보드로 설계 할 수 있다면 상당한 비용 절감 효과가 있으며 8 비트 프로세서와 함께 제공되는 핀 수가 적 으면 32 비트보다 쉽게 ​​절약 할 수 있습니다. 일반적으로 더 많은 핀과 물리적으로 더 큰 패키지가있는 비트 프로세서.

8 비트 세계에서도 새로운 유형은 이전 유형을 선호하는 데 오랜 시간이 걸리는 것으로 알려져 있습니다.

많은 경우에, 부가 가치를 가져 오지 않기 때문에 변화가 일어나지 않으며, 아직 머물 것으로 입증되지 않았거나 여전히 움직이는 목표가 될 것으로 예상되는 새로운 기술을 배우는 비용과 함께 제공됩니다. MCU 기술에 초점을 맞추고 싶지만 응용 프로그램에 집중하고 올해의 ARM 빈티지에 맞게 프로덕션 소프트웨어를 지속적으로 수정하고 다시 테스트하지 않는 사람들에게는 흥미 롭습니다!). 어떤 사람들에게는 더 이상 개발되지 않은 구성 요소가 더 이상 사용되지 않으며 다른 구성 요소는 마침내 안정 되어 버그를 발생시키기위한 해결 방법이 필요할 수 있지만 최소한 이러한 구성 요소를위한 안정적인 플랫폼을 제공합니다. 용암의 흐름이 항상 반 패턴으로 깨지는 것은 아닙니다.