打不死的八位MCU

  近来，意法半导体（ST）正式推出32位STM32C0 MCU，并明确指出将用于“代替”8位MCU。

  在ST推出STM32C0之后，瑞萨电子也紧跟这以后推出16位MCU RL78/G15，相同剑指8位MCU运用商场，欲完成代替。

  十多年前，业界专家就曾宣称，8位MCU已死；2012年飞思卡尔推出Kinetis L系列时也曾打出“8位MCU终结者”的说法，扬言会先吃掉16位MCU商场，然后再挤掉8位MCU比例。

  可是，十年过去了，实际状况好像并没依照上述猜测演进。尽管面临来自低本钱、低功耗32位MCU的竞赛，8位MCU仍在商场竞赛中占有一席之地。从职业分销商贸泽电子官网可以看到。现在全球约有近50000种不同的MCU可用。其间，可用的8位MCU数量最多，占比最大。

  这也不难理解，因为技能前进一般有这样的规则：一旦有更先进的技能呈现，旧技能就要给新技能让位。而8位MCU这个诞生近50年的产品好像现已过期了，并且跟着供货商将出产资源转向更新的产品，再过几年就会变得不行用。此外，32位MCU产品在功用、功耗和生态体系方面都有优异体现，许多人以为选用32位产品来代替8位MCU的状况会逐步遍及。

  MCU指的是微操控单元(MCU) ，也被称为单片机，是把中央处理器(CPU)的频率与标准做恰当减缩，并将内存、计数器、USB、A/D转化、UART、PLC以及DMA等周边接口，乃至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，而构成的芯片级计算机。

  适用于特定运用程序的操控处理，以及各种操控电路不行短少的组成部分。跟着智能家居、电动轿车、物联网等运用商场的开展， MCU芯片已广泛运用于各个范畴。据IC Insights 统计数据显现，2021年MCU销量超越290亿个，商场规划到达185亿美元。并估计从2021年到2026年，MCU总销售额估计将以6.7%的复合年增加率增加，2026年商场规划将到达272亿美元，商场空间宽广。

  依据总线或数据暂存器的宽度，MCU可以被划分为4位、8位、16位、32位以及64位微处理器，数据处理才能越来越强，运用场景变得愈加杂乱。现在，尽管商场更喜爱32位MCU，但8位MCU仍占有着巨大的商场。商场上许多小型家电和电子产品仍运用8位MCU芯片，8位MCU运用范畴首要会集在电动玩具、键盘和USB设备上。

  回忆MCU工业进程，1976年，8位MCU第一次面世，随后很快便进入了黄金年代，成为电子职业广为运用的器材。可是，跟着技能的前进，电子工业的开展，越来越多的新规划面世，8位MCU开端逐步无法满意人们的需求。

  之后，16位，32位MCU的呈现给8位MCU带来了较大要挟，不少厂商开端抛弃8位MCU，回身投入超低功耗32位MCU的研讨。

  20世纪90年代，跟着消费电子产品的蓬勃开展，32位MCU呈现敏捷代替16位MCU的高端位置，并且进入干流商场并开展到现在。与此一起，技能演进下，传统的8位MCU的功用也得到了飞速进步，处理才能比起70年代进步了数百倍不止。只要16位MCU，在面临8位和32位MCU的“双向夹攻”下，不管在标准、功用和优势等方面都遭到揉捏，商场比例逐步不受欢迎。

  以当时的干流运用来看，4位与16位MCU简直消失，根本由8位与32位MCU分割整个运用商场。64位MCU商场还在萌发阶段，大部分运用在高阶工作站、多媒体互动体系、及高档终端机等范畴。

  回忆多年前，因为价格下降加上功用提高，使得32位MCU开端遭到商场重视。这些优异的功用，加上更低的功耗，两相结合使得32位MCU发生一种不行抵抗的吸引力，在许多传统看不到32位的产品上，现在都纷繁可见到32位MCU的身影。

  在32位 MCU价格一向下探的趋势下，为何8位MCU还有商场，可以经过几十年仍历久不衰？

  跟着技能本钱日益下降，越来越多的体系将运用各种技能来制作速度更快、功用更强和易用性更高的产品。例如曾经的全模仿运用正在逐步向“智能”体系改动，这一趋势促进对各种MCU的需求不断增加。

  Microchip MCU业务部医疗产品高档司理标明，“最近一段时间，咱们发现有一些出产32位MCU器材的竞赛企业取消了其产品组合中存储器较小且引脚数量较少的产品，这将导致该范畴对8位MCU的需求增加。此外，咱们的MCU常常与32位MCU一同呈现在许多体系中。在某些范畴中，8位MCU更合适现有使命。”

  Microchip也屡次强调了公司在8位MCU方面的继续立异。例如，Microchip一向在经过增加智能外设来重振8位MCU，这些外设既可以减轻主处理器的担负，又可以运用高能效的睡觉形式，一起仍然坚持对其体系的监督，以便对工作进行快速牢靠的呼应。

  之所以这样做，是因为他们看到商场在继续增加，特别是独立于内核的外设和智能模仿的遍及，也推进了这一增加趋势。

  其实早在2019年，凭仗STM32产品在MCU商场赢得口碑的意法半导体，就启动了公司STM8产品战略。意法半导体微操控器产品商场司理Patrice Hamard解说了现在许多工程师还喜爱挑选8位MCU的三个原因：

  （1）许多工程师现已习惯了运用8位MCU做开发，所以在挑选的时分8位自然是首选；

  （2）出于本钱的考虑，电子产品尤其是消费电子产品对价格是非常灵敏的，即便现在的32位MCU现已很廉价了，但8位单片机仍然具有价格优势；

  （3）关于许多简略的运用，8位MCU现已足够了，彻底没必要挑选32位，合适的产品才是最佳的挑选。所以意法半导体仍然非常重视8位MCU商场。

  此外，8位MCU特征还在于架构简略。相较之下，处理效能愈加优异的32位MCU，却一起也背负着架构杂乱的原罪。在许多嵌入式规划上，8位MCU比32位具有更易规划的优势，依循8位架构的软件和硬件比起32位将更为简易。

  除了传统的单芯片体系外，8位MCU在体系管理 IC和协处理器中的效果越来越大。这在很大程度上是因为分布式智能在物联网边际设备、轿车安全、工业操控体系、医疗电子和家用电子等运用范畴的急剧增加所推进的。即便是最先进的 5G体系，一般也可以获益于将某些使命转移到更小的8位MCU上，从而将更高档别的处理器释放出来，做自己最拿手的工作。

  从当时运用状况来看，许多8位MCU处理器的增加是由32位处理器驱动的，32位处理器将比如人机界面(HMI)功用传递给了8位处理器。此外，8位MCU作为协同处理器的运用越来越多，可以履行比如读取传感器读数和在将传感器数据传递给更高档别处理器之前对其进行预处理等使命。

  还有一些工作标明8位MCU规划处于增加形式而非下降形式。那便是8位MCU在物联网商场中占有一席之地。

  可以看到，8位MCU远未过期。不仅是8位MCU这块蛋糕的规划在增加，并且面临新技能还呈现了各式各样的新运用，拓荒了新的利基商场，它们可以在竞赛中茁壮成长。

  许多大型半导体制作商继续支撑8位MCU的出产，包含Microchip、NXP、瑞萨电子、意法半导体、Silicon Labs以及国内许多MCU职业厂商，可以供给商场许多的8位MCU挑选。

  从2020年MCU商场占比来看，32位MCU占了55%，8位MCU市占率仍有43%，可见32/8位MCU并非单选题，而是要视运用场景而定。

  20年来，人们一向议论8位MCU即将被筛选，不过这并没有成为实际。并且咱们以为，未来8位MCU也不会退出历史舞台。

  归纳来看，8位MCU的成功或许说迟迟没有消亡的原因与它自身是8位的关系不大。

  原因在于，并非一切运用都具有图形显现或许需求传输许多数据，并且每天都有之前从未选用电子智能的新的8位运用被规划出来。在某些运用中，8位仍有其发挥之处，乃至是在未来很长时间内仍然如此。

  另一方面，关于许多工程师来说，最首要是因为了解。这便是为什么许多白色家电制作商在制作冰箱、冰柜、洗衣机、烘干机和洗碗机时都用8位MCU；轿车制作商也用它来开发升降车窗、门锁、后照镜、电动座椅与车内照明;还有几千万张的智能卡都得将它整合进来，而很多的低端马达也都由8位MCU来操控。

  这与传承有关，Tirias Research创始人兼首席分析师Jim McGregor标明，工程师长久以来沿袭8位MCU，因此也就不想再改动其软件根底了。

  8位MCU可以在商场上历久不衰，其最大的原因是在某些运用方面有不行代替性。久远来看，32位MCU继续扩展占有率是不变的趋势，当今8位MCU也跟着商场运用不断变革出新。预估接下来的几年，应该仍是一个8位与32位MCU并存的年代，在不同的运用商场下各据山头。

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