解析为何8位微处理器堪称MCU界的“教父”

自英特尔推出第一款8位微处理器，仍不断带来让工程师们无法拒绝的吸引力。“这并不是说8位只是存在那里而已，”微芯科技(Microchip Technology)产品营销经理Wayne Freeman强调，“以营收来看，它仍然是最大的微控制器(MCU)市场。”的确，根据市调公司Gartner的“2014年全球微控制器市占率分析”报告，在2014年——英特尔推出8008微处理器的42年后——这个 “MCU界的教父”仍然占整个MCU市场销售额的39.7%，较32位组件(38.5%)与16位组件(21.8%)的占有率更高，同时也抢占主要的科技新闻头条。

英特尔推出8008微处理器，开启8位时代

在一个5年就算是永恒的产业中，为什么这么古老的技术能够历久弥新，持续地吸引工程师用来打造先进的产品?因为是8位的成功与它本身是8位的关系不大。对于许多工程师来说，最主要是因为熟悉。这就是为什么白色家电制造商在制造冰箱、冰柜、洗衣机、烘干机和洗碗机时都用8位MCU;汽车制造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，而无数的低端马达也都由8位MCU来控制。“这与传承有关，”Tirias Research创办人兼首席分析师Jim McGregor表示，“工程师长久以来一直沿用8位，因而也就不想再改变其软件基础了。”

2014年MCU市场占有率

这也和半导体制造商“乐于以8位组件打造更强大的平台”有关。他们指出，许多工程师是根据接脚数与闪存(flash)来进行选择，而不是位尺寸。“我们看到开发人员选择在高达约32K flash与32针接脚的程度内都选择用8位，”爱特梅尔(Atmel Corp.)营销总监Andreas Eieland指出，“在32K flash与32针以上，才开始看到选择其它方案的趋势。”

Atmel megaAVR系列包括外围触控控制器、USB与LCD控制器，以及车用的CAN和LIN控制器

8位MCU市场应用基础仍持续扩增

然而，8位持续成功的关键可能在于其整合新功能的能力。这就是为什么8位不仅历久不衰，反而还稳定成长之故。例如，Microchip持续为其8位组件寻找新应用。该公司在今年7月推出了PIC16F1579系列，提供高达28KB flash以及14-20接脚的封装。此外，还有新的其8位系列PIC16F18877提供高达40接脚与56KB flash，瞄准消费电子与物联网(IoT)应用。

Microchip新的8位PIC16F18877系列提供高达40接脚与56KB flash，瞄准消费电子与物联网(IoT)应用

Microchip的工程师表示，新系列组件也为更广泛的LED应用开启了大门。透过整合不断增加核心独立的外围，该公司的新系列8位组件可用于驱动 160串的WS2812 RGB LED。在此之前，这一类的应用通常不会考虑采用8位进行控制。“我们的8位产品系列中已经有许多都能以死循环的方式(而非从核心)从外围驱动高功率 LED了，”Microchip产品营销经理Janmichael Aberouette表示。Microchip指出，在汽车引擎控制方面，该公司的8位组件也取得了进展，最近并与在远东地区一家低成本汽车制造商合作，利用8位MCU开发内燃引擎。“我们知道8位无法实现排放控制，”Microchip的Freeman表示，“你还需要更多的处理能力。但是，如果你只需要驱动火星塞，这是一个近乎完美的解决方案。”

2014年全球前五大8位MCU制造商

同样地，Atmel为其megaAVR家族推出了一系列新外围设备，增加包括外围触控、USB和LCD控制器，以及车用CAN和LIN控制器。 Arduino的开放源码套件就采用了8位的Atmel AVR MCU，此外，还有越来越多的IoT系统也用这项技术将数据传送到因特网。Atmel表示，8位技术简化了产品的设计，并降低材料清单(BOM)成本。 Eieland说：“特别是32KB以下，8位还会变得更便宜。”

半导体周期调整也影响不了8位单片机的地位

当然，8位市场也开始失去某些应用。Gartner指出，16位与32位组件每年分别成长正7%和10%;而8位的年成长率仅0.7%。在汽车产业，大部份基于CAN与Flexray的应用对8位来说都太过先进了。同样地，许多IoT设备以及先进的马达控制应用也超出8位的能力范围。此外，运算密集型的应用通常也必须使用更强大的处理核心进行处理。“你打算做的功能越多，越高端的MCU就越有吸引力，”Tirias的McGregor表示。

尽管如此，许多大型半导体制造商仍继续支持8位的生产。Microchip、Atmel、瑞萨(Renesas)、恩智浦(NXP)、意法半导体(ST)和飞思卡尔(Freescale)都是去年带来整个62亿美元8位MCU市场的一部份。业界分析师甚至还说这项“教父”级的技术目前还看不到尽头。

20年来，人们一直谈论8位单片机即将被淘汰;不过这并没有成为现实，而且我们认为，未来它也不会退出历史舞台。原因在于，并非所有应用都具备图形显示或者需要传输大量数据，而且每天都有之前从未采用电子智能的新的8位应用被设计出来。Eieland强调，“在某些应用中，8位仍有其发挥之处，甚至是在未来十年依然如此。”去年10月，Microchip首席执行官史蒂夫桑吉(Steve Sanghi)拉响了半导体行业的警报，他说：“半导体行业的新一波调整已经开始，并将在未来几个季度席卷整个行业。”而今年，Microchip重夺8 位单片机市场，虽然一些市场观察员认为这一市场已呈现衰退趋势，但是原厂在8位单片机领域继续创新，并不断创造新的收益记录。[!--empirenews.page--]