8位闪存MCU仍是日常电子用品的控制核心

虽然我们都在PDA、台式PC和工作站中使用功能强大、工作频率高达数千兆赫的32或64位处理器,但在日常生活中,我们周围无数的其它电子产品却都采用很小的低档8位微控制器(MCU)作为处理核心。这些MCU代表着我们周围大多数‘非生命体’的智能。

8位MCU长盛不衰的原因之一在于其良好的适应性。片上存储器技术从ROM到一次可编程存储器再到闪存的演化,使得8位MCU在新的应用领域找到了用武之地。在这里,设计人员可以迅速对产品进行修改以满足市场对更短开发周期以及更“聪明”产品的需求。

随着MCU封装尺寸的逐渐减小(如8管脚乃至现在的6管脚SOT-23封装8位MCU的问世),8位MCU发展的最后障碍被清除了。这些未来可能集成高达512字节闪存、一个4MHz振荡器、一个8位定时器、一个模拟比较器和4路通用I/O的6管脚8位MCU无论在集成度还是灵活度上都远远超越了任何一款4位MCU。

图1:曾需32位MCU完成的应
用现在可由8位MCU完成。

8位MCU 64K字节的寻址空间是制约其应用的最大障碍之一,它过去常常迫使许多设计人员不得不采用16位和32位处理器,但随着程序存储器容量大于64K字节的8位MCU架构的出现,这一问题已不复存在。

MCU可寻址的存储器容量由地址总线的宽度决定。基于历史原因,所有早期8位MCU架构的地址总线宽度都是数据总线宽度的两倍,即16位。这种8位MCU架构导致了看起来无法克服的64 K字节寻址能力障碍。如果存储器容量超过64 K字节,由分页或分块技术而带来的问题很快将使设计变得非常棘手。不过,目前已有几家公司推出了程序存储器寻址能力高达数兆字节的8位MCU新架构。

通过观察最先进嵌入式应用之一的以太网,我们或许能从中发现8位MCU演进的最终版本。与许多其它复杂的协议一样,作为所有以太网应用基础的TCP/IP堆栈最初在大型机上开发,随后该工作转移到基本上采用32位或64位处理器的工作站和PC上。移植代码并将它压缩进8位MCU的片上存储器曾经是一个相当大的挑战,但现在不少制造商已能提供免费的TCP/IP软件堆栈,而且它们能轻松地放进目前最强劲的8位MCU很大的片上闪存中。

TCP/IP并非唯一的例证,8位MCU在支持更低成本应用的同时,也提供了拓展新应用领域的功能。例如,通过利用最先进8位MCU架构提供的复杂电源管理技术,我们能够实现超低功耗应用。Microchip最新PIC系列MCU中配置的nanoWatt(纳瓦)技术就是一个例子。nanoWatt技术不仅提供高达7种的低功耗模式和可帮助设计人员进行性能调节,而且还支持更长电池寿命和更高系统鲁棒性。

嵌入式8位MCU通常在苛刻的环境下执行工作。基于独立振荡器的片上看门狗电路、失效保护时钟监视器、掉电和低压检测电路完善了标准工具集,并能够使现今的8位MCU成为许多要求苛刻的应用的上佳选择。

作者:Lucio Di Jasio

先进MCU架构部产品营销经理

Microchip Technology

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