八位单片机正走向消亡？

在嵌入式软体专家 Mike Barr 最近撰写的一篇文章中，他预测32位元处理器将最终击败或是完全取代8位元产品。我还记得，1990年时，一位分析师曾斩钉截铁地对我说，8位元已死，不久的将来将会是32位元的天下。
Mike的文章引出了两极化的意见，一位名为Chuck Manning的读者认为，32位元的价格降低，将推动更多小型低阶产品的发展。过去，我也好几次提出过同样的观点。当你可以用一分钱就买到一颗8位元元件时，就可能再开启一个今天我们都无法想像的广大应用市场。
Chuck 还指出，byte-wide处理器所吃的功率较少，而且能比32位元处理器容忍更宽的电源电压。这是实话，低功耗无疑是电子产业当前的圣杯，不过，在可预见的未来，我还没看到任何能发展出无功耗CPU的迹象。
另一位读者Miro Samek则说，“8位元已经没有什么意义了。”他的理论基础在于，CPU本身只是典型微处理器中的一小部份，其他很大部份是记忆体和週边。关于这点，来自支持与反对的意见很多。但基本上我不赞同这种说法。
确实，今天一个採用40nm制程的Cortex-M0所需的尺寸不到0.012。在电晶体开销或晶粒尺寸等限制条件下，CPU本身最终将会成为更加微小的部份。
不过，就今天讨论的主题而言，我们也看到了三个充满矛盾和混乱的趋势：
首先，许多非常低阶的元件，都是由已经完全折旧的「古董级」晶圆厂和制程所制造的。若未来这类元件要採用更先进的制程，就必须支付更高昂的制造费用。
第二，还有另一种成本不会消失。让我们面对现实：未来的32位微控制器会是ARM的天下，而ARM的主要营收来源是向每颗元件收取授权或权利金。这些数字讳莫如深，但我已听到一些传言，其Cortex元件要支付的费用达数十美分。
即使所有其他费用都零，但些元件仍然很难在价格极端敏感的应用中竞争。我一直认为，ARM的最大的竞争对手至今仍未出现：即一个免收授权费的开放塬始码CPU供应商，而且还能支援所有的ARM产品。
这会发生吗？或许吧。若真的出现，它会成功吗？从对专有工具的支援朝自由、开放的一端转移，一直是半导体产业中的一个主要趋势，所以，一旦出现开放塬始码 CPU，必然能符合製造商的发展模式。但确实，我们很难看到这样一个自由的转移模式，如何创造出巨大的、大多与ARM相容的生态系统。
第三，硅晶片成本将继续下降，直到他们不再是低阶微处理器要考虑的问题。届时最花钱的部份会在封装，但没有理由高阶和低阶微控制的封装和接脚不相容。想想六接脚的Cortex元件吧。
另外，我也不认同Miro的说法：“我认为，让8位元持续强大的主要原因与技术没什么关系，而是来自于嵌入式开发社群的习惯。”
毫无疑问，这的确的事实，但成本仍然是推动工程决策的关键因素。不过，除了成本以外，还必须考虑工具。我最近用了ARM几款还不错的IDE，但它的成本高达数千美元。相较之下，Microchip的PIC工具就几乎是免费的了。当然，你也可以拿GCC来开发ARM，并建立你自己的环境，但你所需要的时间和更多的专业知识可能必须超过一家开发商所拥有的
所以，32位元会赢得全面性的胜利吗？也许，就像Mike在那篇文章中说的，会在绝大多数应用中抢得先机。但这会很快到来吗？我还是很怀疑。