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方向明确大步前进的MCU产业

文章来源: 博亚体育app下载官网app最新版下载发布时间:2022-08-26 00:57
本文摘要:微控制器(MCU)正在显得更加简单,更加强劲,因而更加简单。但是这些变革都是都代价的。 研发带上高级电源管理功能的多核MCU硬件并不太难,由于存储器的容许,研发出有合适多核MCU的软件则绝佳多。 CPU系统可以用SRAM片上存储器,或者外部的DRAM。不过对MCU系统而言,所有的存储器都在片上。所以CPU系统可以跑完大型的Linux或Windows操作系统,MCU则不能跑完比较非常简单的实时操作系统。

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微控制器(MCU)正在显得更加简单,更加强劲,因而更加简单。但是这些变革都是都代价的。  研发带上高级电源管理功能的多核MCU硬件并不太难,由于存储器的容许,研发出有合适多核MCU的软件则绝佳多。

CPU系统可以用SRAM片上存储器,或者外部的DRAM。不过对MCU系统而言,所有的存储器都在片上。所以CPU系统可以跑完大型的Linux或Windows操作系统,MCU则不能跑完比较非常简单的实时操作系统。

  以视频市场为事例,你可以研发基于MCU的应用于,也可以研发基于CPU的应用于,甚至可以研发两种系统都能跑完的应用于,CadenceIP事业部CTOChrisRowen说道,用于MCU的视频分辨率更加较低,不论是CPU方案还是MCU方案,多样化的视频模块都会让设计变得复杂。用CPU系统研发拒绝比较没有那么贤,例如你可以把整个缓冲区(buffer)写满,在MCU就不太可能这么腊。用MCU研发,数据的互相交换更加必须技巧,所以产生故障(bug)的可能性也减少了。

  更加无以的是利用MCU来承担CPU的开销,例如作为协处理器去加快某种计算出来,或者作为低功耗应用于时的可用处理器。  考验MCU的程序员的问题是如何符合处理速度的拒绝,Rowen说道,自动车库门打开或者重开花费几百毫秒都可以拒绝接受,但要符合高速数据流的处置市场需求,则需使用并行处理。

所以当把MCU设计出另一个次级计算出来引擎(sub-engine)时,你必须处理器有能力展开数据计算出来,这就拒绝编程风格十分缜密。在高速数据处理场景下用于MCU,十分十分无以。  虽然有诸多后遗症,MCU的应用于场景大大扩展,用于方法也屡次突破常规,如今在简单的系统及芯片(SoC)中内建MCU早已很少见。

在SoC这种简单应用于场景中,MCU的功能一般都只做到特定的任务,例如苏醒CPU,但无论从设计、检验还是一致性的角度来看,在SoC中让多个MCU协同工作都十分无以。  在同一颗SoC中构建CortexA(CPU)与CortexM(MCU)的趋势呈现出加快状态,MentorGraphics嵌入式产品高级产品线经理AndrewCaples说道,以高级驾驶员辅助系统(ADAS)这个嵌入式应用最精华的代表为事例,可以用多个处理单元--微控制器(MCU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)--来构建ADAS,SoC意味著更加较低的故障率、更加较低的成本以及更加较低的风扇市场需求,但减少了软件设计的复杂性。开发人员要在SoC构建的MCU、MPU与DSP上研发多个实时操作系统,并在这一颗芯片上研发和调试。

这就必须开发人员的方案需要适应环境有所不同的平台(MCU、MPU、DSP),这给半导体公司减少了很多压力,为了协助客户确实利用起SoC中的所有器件,它们必须获取给开发者充足的库文件和解决方案参照。  Caples回应只要多核SoC的应用于有操作系统,就一定会遇上一堆实时问题,因为有所不同核之间靠等候来协同工作。我们正在为这个领域的应用于开发工具,他说道,对于硬件工程师来说,过去这些年摩尔定律仍然很有效地,硬件的性能在提高,成本在上升。

但是软件开发毕竟另外一其实,随着系统复杂度更加低,软件开发的成本大大上升,而且现在看到任何可以提高的迹象。  青睐回到MCU时代  虽然不存在上述挑战,但随着物联网的发展,物与物之间的通信更加多,因此开发人员期望MCU在简单系统中充分发挥更加最重要的的起到。比起CPU,MCU的功耗更加较低,价格也更加低廉。一方面,8位MCU在一些非常简单任务处置中依然不可或缺;另一方面,32位甚至64位多核MCU已能应付很多简单应用于。

所有这些MCU都可以与CPU或GPU构建在同一颗SoC里面,这样CPU或GPU可以在多数时间里面正处于休眠状态。  MCU更加简单,ARM建模技术总监BillNeifert说道,引进32位微控制器以后,人们开始问可以用这些MCU做到什么。  MCU当然不要用在汽车的安全性领域,从工业设备到智能拖鞋这种消费类产品都可以中用MCU。以监控人否摔倒的智能拖鞋为事例,低成本、低功耗的嵌入式处理器(MCU)就非常适合,因为其可以为某种应用于自定义。

  每个人都想最有效地的解决方案,自定义简化的MCU在成本和功耗上都高于标准化产品,Neifert说道,尤其是物联网设备,很多都是电池供电,因此对与功耗十分脆弱。用户期望能寻找专用产品协助他们较慢研发,特别是在是消费电子领域的客户。自定义化MCU也必须建模,但复杂度比CPU或GPU较低多了。

  复杂度是比较的。我们想用64位的MCU研发确实智能的设备,VistaVentures经营合伙人JimHogan说道,但这些MCU的代码堆栈非常受限。  在这种趋势下,MCU也开始插手到计算出来当中--尤其是物联网的应用于。

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不是传统的计算出来,ARM物联网市场副总裁ZachShelby说道,在MEMS应用于中,利用32位和64位MCU来计算出来早已很少见。关键在于我们如何将软件设计成大量反复任务的类型。FPGA不合适低功耗应用于,如果在一颗混合芯片芯片上构建视频检测算法,就必需中用微控制器,不过MCU还是用来已完成大大反复的任务。

  MCU的片上存储容量较较少,经常为MCU与CPU或者其他MCU协商工作带给困难。特别是在视频流媒体处置与图像识别应用于方面,更加多的数据处理是系统设计必须解决问题的大问题。从系统上层来看,有两种方法可以解决问题这一问题,第一种方法是使用更慢的处理器更好的存储容量,第二种方法是使用更好的处理器以提升处置效率。虽然每个处理单元的速度比较慢,但多个处理单元合作可以将数据处理任务在限定版时间内已完成,当处置任务挤迫时,这些MCU也可以转入空闲状态。

  人们必须这种灵活性,因为你不会有很多的异质应用于(heterogeneousapplication)要处置,你又不不愿使用同质模型(homogenousmodel,CPU或者GPU这种所擅长于的计算出来方式)来构建,NetSpeedSystemsCEO与牵头创始人SundariMitra说道,微控制器的优点是其有一套可编程的微代码引擎(microcodeengine),用户可以根据应用环境自由选择适合的架构,因此比处理器硬核灵活性更高。微处理器可以给用户一些灵活性--虽然不过于多,但却是多了些灵活性。这让用户在架构方面不具备了更加多的灵活性。

CPU在浮点计算出来方面极具优势,GPU在视频处置方面极具优势,MCU则正处于两者之间。MCU可用作可穿着等物联网终端设备,也可用作汽车引擎的掌控。MCU的架构要有充足的灵活性和自适性,以适应环境有所不同的应用于。

如果开发人员确切应用于的工作流程,并回应展开适当的优化,用于MCU能为你的计算出来引擎带给一些多样性。


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