Dado que los MCU de 8 bits se han establecido en el mundo en constante evolución de los MCU, los desarrolladores integrados deben tener en cuenta nuevas consideraciones.
Los microcontroladores (MCU) de 8 bits de hoy en día son muy competitivos y aún dominan el mercado general de MCU a pesar de las fuertes ganancias de participación de mercado de las nuevas plataformas, como los procesadores Arm Cortex-M de 32 bits. La solidez continua de los MCU de 8 bits en el mercado integrado se basa en múltiples factores, incluidos el bajo costo, la simplicidad, las capacidades de control rápido y un ecosistema maduro con una base de herramientas omnipresente.
A medida que los 8 bits maduran como una tecnología MCU, el precio por unidad se acerca al piso, creando desafíos ocultos para los desarrolladores. Al buscar MCU de 8 bits de bajo costo para diseños integrados, hay muchas opciones excelentes con precios y conjuntos de funciones similares, pero ¿cuál es el mejor? Precio real y valor para hardware de MCU de 8 bits similar. Aquí hay algunas consideraciones clave que finalmente arrojarán luz sobre el precio real de una MCU de 8 bits.
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herramienta: Si el costo es el motor de su diseño integrado, es aconsejable evitar gastar capital en licencias de compilador y entornos de codificación. Antes de elegir una MCU, verifique que el proveedor y las muestras de software que proporcionan estén disponibles en plataformas de desarrollo gratuitas. De lo contrario, dependiendo de la cantidad de partes, el costo real de un proveedor puede ser más bajo que el de otro proveedor, aunque los resultados del precio de venta promedio (ASP) pueden diferir.
Por ejemplo, dos opciones de MCU basadas en 8051 de proveedores de la competencia pueden tener especificaciones de hardware similares pero diferentes costos de herramientas. Si el proveedor de MCU no tiene una licencia de compilador o entorno de desarrollo integrado (IDE) para dispositivos basados en 8051, el desarrollador tendrá que usar Keil o IAR y pagar las tarifas de licencia correspondientes, lo que reduce la inversión total del proyecto. Una opción rentable es utilizar una plataforma de 8 bits compatible con un IDE gratuito y una licencia ilimitada de Keil.
software: Una vez que comprenda el compilador y el entorno de desarrollo, la siguiente especificación oculta es la disponibilidad de muestras de software y ecosistemas en plataformas MCU. Por ejemplo, busque proveedores de MCU que proporcionen muchos códigos de ejemplo para sus periféricos. Esto facilita obtener cada periférico que necesita, como PWM, UART, ADC, etc., y combinarlos en un solo proyecto para completar su diseño más rápido. Esto puede significar un tiempo de comercialización más rápido y un aumento potencial de los ingresos, y el ASP más alto de lo habitual de un ecosistema de MCU bien respaldado bien vale el precio superior.
Especificaciones: GBD, GBC, GBT
Al examinar las especificaciones de una MCU de 8 bits relativamente simple, puede parecer relativamente fácil comprender las capacidades del dispositivo desde la página de descripción general de la hoja de datos y consultar la tabla de especificaciones eléctricas para obtener detalles importantes sobre las especificaciones. Sin embargo, esto puede ser un poco más complicado de lo que parece, por lo que los desarrolladores deben considerar tres aspectos clave:
- ¿Se especifican valores mínimos y máximos críticos para el diseño?
- Compare las condiciones de prueba para estos valores con los casos de uso del mundo real
- Si estos valores están garantizados por diseño y/o caracterización y/o ensayo
Los valores típicos siempre se deben considerar con cuidado, ya que la temperatura, el nivel de Vdd, la frecuencia de operación y otros factores pueden afectar estos valores en su diseño. Actualmente, es muy común en la industria que la funcionalidad de una especificación se restrinja en función de otra especificación. Esto generalmente se hace para lograr especificaciones muy atractivas en la primera página de la hoja de datos. Sin embargo, profundizar en la tabla de especificaciones eléctricas revela que las especificaciones aparentemente mejores solo existen bajo parámetros muy limitados, como Vdd, frecuencia central, temperatura, etc., y chocan con otros aspectos del diseño. Esta ilusión puede conducir a la decepción. Porque si bien puede parecer que la mejor solución aparece en la primera página, la primera decisión de diseño se vuelve menos clara después de descubrir todas las advertencias sobre las especificaciones de la primera página.
Por ejemplo, considere el gráfico de la Figura 1 en la primera página de la hoja de datos. La especificación de 20 MHz es perfecta para una MCU tan económica. Sin embargo, esto solo se puede lograr para voltajes superiores a Vdd de 4,5 V, lo que puede no ser posible en su sistema o al costo de usar un convertidor elevador voluminoso para lograr esa velocidad de operación.
Este gráfico plantea preguntas sobre otras especificaciones que dependen en gran medida de otros factores. Si una especificación crítica tiene una condición de prueba de 4 MHz, pero el diseño funciona a 20 MHz, la especificación debe tomarse con el entendimiento de que puede no ser precisa en ciertos casos de uso. Especialmente para especificaciones analógicas, se considera que existe la posibilidad de imprecisiones significativas.
Además, al examinar las tablas de especificaciones, es importante mirar las notas a pie de página para comprender si están garantizadas por el diseño, la caracterización o las pruebas (denominadas GBD, GBC y GBT, respectivamente). GBD suele ser el que menos confía en la especificación, GBT es el que más confía en la especificación y GBC se encuentra en algún punto intermedio.
El ejemplo que se muestra en la Tabla 1 (tomado de una hoja de datos de un producto MCU típico) muestra dos opciones: GBD y GBC.
GBD es un poco preocupante si su aplicación tiene requisitos de tiempo estrictos y requiere un oscilador muy preciso. La única especificación dada para osciladores rápidos recortados es GBD. Esto puede provocar que las interfaces de comunicación de alta velocidad, como los UART, fallen al acercarse al 5 % de imprecisión de los osciladores internos de alta velocidad (HSI) no sintonizados. En aplicaciones como instrumentación y metrología que necesitan contar o rastrear eventos dentro de una ventana de tiempo específica, la deriva del oscilador afecta la precisión de lo que se mide.
Flexibilidad y escalabilidad
Cambiar entre arquitecturas y tecnologías proyecto por proyecto puede retrasar la finalización del diseño y ralentizar el tiempo de comercialización. El dispositivo del proveedor A puede ser la mejor opción para el proyecto en cuestión, mientras que el proveedor B puede tener un dispositivo diferente que se adapte mejor a un próximo proyecto más adelante en el año. Esto equilibra la optimización de cada proyecto con la reutilización (o falta de reutilización) del desarrollo y el conocimiento entre proyectos.
Por lo tanto, cuando evalúe las opciones de proveedores para su diseño actual, asegúrese de tener las soluciones adecuadas para sus productos futuros. Por ejemplo, si necesita usar el dispositivo de otro proveedor, un dispositivo único que sea la mejor opción para su proyecto puede retrasar su próximo proyecto. Busque siempre plataformas escalables de 8 bits como la cartera EFM8 de Silicon Labs, como se muestra en la Figura 2, que ofrece opciones de memoria escalable y GPIO y es compatible con un IDE gratuito y una licencia ilimitada de Keil. Una plataforma escalable ofrece muchas opciones de memoria y GPIO en una arquitectura similar, lo que facilita el cambio de dispositivos entre proyectos.
Figura 2: Portafolio EFM8 de Silicon Labs (Fuente: Silicon Labs)
También analizamos más de cerca cada dispositivo de la familia MCU para garantizar la consistencia de las funciones, de modo que pasar a dispositivos GPIO más grandes no sacrifique cosas importantes como la cantidad correcta de puertos de comunicación, DAC o canales PWM. Seguro que
Garantía de suministro y de por vida
Los dispositivos de 8 bits existen desde hace décadas y el mercado de 8 bits está madurando. Como resultado, el ASP de 8 bits es muy bajo. Esto es excelente para los desarrolladores, pero puede ser una molestia para los proveedores de semiconductores. Algunos proveedores están deteniendo nuevas inversiones en carteras de 8 bits porque están llegando al final de su rentabilidad.
Esta situación puede volverse alarmante a medida que los proveedores emiten avisos de fin de vida útil (EOL) y sin diseño nuevo (NRND), que pueden amenazar la longevidad del producto final. Silicon Labs es uno de los pocos proveedores de MCU que continúa invirtiendo en tecnología de 8 bits. Esto demuestra un fuerte compromiso con el mercado de 8 bits e infunde confianza en que el grupo central de proveedores no descontinuará sus productos MCU.
Muchos proveedores publican información sobre la vida útil de sus productos MCU. Algunos incluso brindan la fecha exacta en que el proveedor planea admitir el dispositivo. Por ejemplo, Silicon Labs enumera la fecha mínima de soporte para cada familia de 8 bits, lo que indica claramente qué familia debe usarse para diseños a largo plazo. Para obtener una lista de la vida útil mínima de los productos de 8 bits de Silicon Labs, visite: Compromiso con la longevidad primera página laboratorio de silicio sitio web.
La vida útil del producto MCU puede no ser una preocupación crítica para los diseños rápidos, como los productos de consumo con una vida útil corta y una disminución rápida, pero las aplicaciones médicas, automotrices e industriales donde el diseño del producto final toma de 2 a 3 años son importantes para las aplicaciones comerciales. y luego aumentan lentamente, potencialmente aplanándose durante una década o más. Puede ser desastroso cuando se descontinúan las MCU de 8 bits baratas, por lo que no puede continuar creando productos finales críticos y rentables.
Conclusión
Dado que los MCU de 8 bits se han establecido en el mundo en constante evolución de los MCU, los desarrolladores integrados deben tener en cuenta nuevas consideraciones. Las ventajas de usar MCU de 8 bits incluyen un costo relativamente bajo y facilidad de uso, pero esto tiene el costo de costos de herramientas ocultos, software de soporte deficiente, parámetros de hoja de datos engañosos y falta de escalabilidad, ya que puede verse afectado por
Tener en cuenta todas estas consideraciones al evaluar la MCU adecuada para su próximo diseño puede mejorar en gran medida sus posibilidades de éxito en el mercado tanto a corto como a largo plazo.
marca playaam Ingeniero de Marketing de Producto de soporte y definición. laboratorio de silicio‘Productos de sensor y microcontrolador de 8 bits y 32 bits. Mark se especializó en sensores y sistemas integrados y se unió a Silicon Labs en 2015 y anteriormente trabajó en IBM y Texas Instruments. Tiene un título BSEE de la Universidad Texas A&M.