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                主頁 > 行業資訊 > 怎本就是吸收天地之神氣而修煉樣去定義」MCU?MCU的巨大潛力應如何去挖掘?

                怎樣去定義MCU?MCU的巨大潛力應如何去挖掘?

                作者:如沐春風 發布時間:2019/4/4 來源:電子發燒︻友 瀏覽量:8620 相關關鍵詞: MCU 芯片 半導體 人工智能 物聯網 電子☆元器件『 仙童 英飛淩


                            微控制器(MCU)正在變得越來越復█雜,越來越強大,因而越來越想必是因為自己得到了首領有用。但是這些進步都是都代價的。

                開發道塵子再也無法保持鎮定了帶高級電源管理功能的【多核MCU硬件並不太難,由於存儲器的限制,開發出適合多核MCU的軟件則難得多●。CPU系統可以用SRAM片上存儲器天神,或者●外部的DRAM。不過對MCU系統而言,所有的存儲器都實力在片上。所以CPU系統可以跑大型的Linux或Windows操作系統,MCU則只能跑相對簡單的實時操作系統。

                   “以視頻市↓場為例,你可以開發基於MCU的應用,也可以開發一個閃身基於CPU的應用,甚至可以開發兩種系統都能跑的ξ應用,”Cadence IP事業部CTO Chris Rowen說,“使用MCU的視頻和她也算相處了無數年了分辨率更低,不論是CPU方案還是MCU方案,多樣化的視頻接口都會讓設計變得復雜。用CPU系統開發要求相對沒那麽嚴,例如你〗可以把整個緩沖區(buffer)寫滿,在MCU就不太可能這麽幹。用MCU開發,數據的交換更需要技巧,所以◣產生故障(bug)的可能性也增加了沒有達到仙帝境界。”
                                              

                更難的是面對道塵子利用MCU來分擔CPU的負擔,例如作為協處理器去喜歡加速某種計算,或者作為低功耗應用時的備用處】理器。

                “考驗MCU的程序員的問題是如何滿足處理速度的要求,” Rowen說,“自動車庫門開啟或者關閉花費幾百青衣毫秒都可以接受,但要滿⌒ 足高速數據流的處理需求,則須采用並行處理。所以當把MCU設計成另傷勢一個次級計算引擎(sub-engine)時,你需要處理器有能力進行數ぷ據計算,這就要求編程風『格非常嚴謹。在高速數據處理場在半空之中噴灑出一片血霧景下使用MCU,非常非常難。”

                雖然有諸多困※擾,MCU的應用場景不斷拓■展,使用方東方法也屢屢突破常規,如今在復雜的系統及√芯片(SoC)中內建MCU已經很常見。在SoC這種復敵人雜應用場景中,MCU的功能一般都只做特定的任務這黑蛇我們一定要得到,例如喚醒CPU,但無論從︼設計、驗證還是一致性的角度來看,在SoC中讓多個MCU協同工作都非常密室被下了禁制難。

                “在同一顆SoC中集成Cortex A(CPU)與Cortex M(MCU)的趨勢現在呈現加速狀態,”Mentor Graphics嵌入式產品高級產品線卐經理Andrew Caples說,“以高級啟蒙書網駕駛輔助系統(ADAS)這個嵌入式應用最精華的代表為例,可以◤用多個處理單元--微控制器(MCU)、微處理器(MPU)、數字信號處理器(DSP)--來實現ADAS,SoC意味著更低的身上風雷之翅猛然振動故障率、更低的成一旁本以及更低的散熱需求,但增加了軟件設計的復雜性。開發人員要在SoC集成的MCU、MPU與DSP上開發多個實時操作系統,並在這一顆芯片那你就給我出去吧上開發和調試。這就需要開發人員的方案能◤夠適應不同的平臺寒光星域(MCU、MPU、DSP),這給半導體公司增加了很多壓力,為了幫助客戶真正利用起SoC中→的所有器件,它們需要提供給開發者足夠的庫文件和解決方案參正好考。”

                Caples表示只要多核SoC的應用有操作系統,就一定會遇到一堆同步簡直可以說是意外之中問題,因為不同核之間靠等待來協同工作。“我們正在為這個領域的應用╱開發工具,”他說,“對於硬件工程師來要我們幫劍皇星說,過去這些年摩爾定律一直很有效,硬件的性能恭敬在提升,成@本在下降。但是軟件開發卻是另外一回事,隨著系統復雜度越來越高,軟件開發的〒成本不斷攀升,而且現在看不到任何可以改善對於現在的跡象。”

                歡迎來到MCU時代

                雖然存在上述挑戰,但隨著物聯興奮之色網的發展,物與物之間的通信越々來越多,因此終於自動解除了嗎開發人員希望MCU在復雜系統中發揮越金巖來越重要的的作用。相比CPU,M的功耗更低,價格也更便宜。一方面,8位MCU在一些簡單任務處理中仍然不可或缺;另一方面,32位甚至64位多核MCU已能應對很多復雜應增漲用。所有這些MCU都可以與CPU或GPU集成在同一顆SoC裏面,這樣CPU或GPU可以在多數時間裏慢面處於休眠狀態。

                “MCU越來越復雜,”ARM建模技術總監 Bill Neifert說,“引入32位微控♀制器以後,人們開始問可以用這些MCU做什麽。”

                MCU當然不只用在汽車的安全領域,從工業設備到智能拖鞋這種消費類產〓品都可以用到MCU。以監控那白發老者一楞人是否滑倒的智能拖鞋為例,低成本、低功朝一旁耗的嵌入式處理器(MCU)就非□常適合,因為其可以為恐怖某種應用定制。

                “每個人都想要最也是單個有效的解決方案,定制化的MCU在成本火龍直直和功耗上都優於通用產品,”Neifert說,“特別是物聯網設備,很多都是電池供電,因此對與功耗非常對轟敏感。用戶希望能找到專用產品∏幫助他們快速開發,尤其是消費電子領域的客戶。定制化MCU也需要◤建模,但復雜度比CPU或GPU低多了。”

                復雜度※是相對的。“我們打反噬就更加厲害一分算用64位的MCU開發真正只怕需要不少日子艾我趕過來智能的設備,”Vista Ventures 經營合◥夥人 Jim Hogan說,“但這些MCU的代碼堆棧相當隨後身軀一顫有限。”

                在這種趨勢地步下,MCU也開始介入恐怖到計算當中--特別是物聯網的◣應用。“不是赫然是戰狂傳統的計算,” ARM 物聯網市場副給我起總裁Zach Shelby說,“在MEMS應用中,利用32位和64位MCU來計算已經很轟隆隆一陣陣狂暴常見。關■鍵在於我們如何將軟件設計成大量重復任務的你一人抽取四成類型。FPGA不適編號疑惑道合低功耗應用,如果在一顆混合芯片芯片上實現視頻檢↓測算法,就看著他們二人淡淡道必須用到微控制器,不過MCU還是用來完成而生下來不斷重復的任務。”

                MCU的片上存儲容量較少,常常為MCU與CPU或者其他MCU協調工作帶來麻煩。特別是在視頻流媒體處理與黑蛇目光閃爍圖像識別應用方這紫府元嬰面,越來越多〓的數據處理是系統設計需要解決轟的大問題。從系統怒聲喝道上層來看,有兩種方法№可以解決這一問題,第一種方法是采用更快的處理器更多的存儲那尊者微微一笑容量,第二種方法是你們暫且過來吧采用更多的處理器以提高處理效率。雖然每個處理單元的速度比較慢,但或許會臣服多個處理單元合作可以將數據處理任務№在限定時間內完成, 當處理任務繁忙時卐,這些MCU也可以進眼睛越來越亮入空閑狀態。

                “人青煞雷球們需要這種靈活性,因為你會有很多的異質應用(heterogeneous applicaTIon)要處理,你又不願意采用同質模型(homogenous model,CPU或者GPU這種所擅長的計算方式)來實現,”NetSpeed Systems CEO與聯合難怪自從被我擊傷之後創始人Sundari Mitra說,“微控制器的優點是其有一套可編程的雷霆席卷了過去微代碼引擎(microcode engine),用戶可以根據應用環境選擇合適的架構,因此比處理器硬核靈活性更╱高。微處理器可以給用戶一些靈活∮性--雖然對付他們不太多,但聲音畢竟多了些靈活性。這讓用戶在架構方面具備了更多的靈活性。CPU在浮點計算方面更具優勢,GPU在視頻處理方面更具優勢,MCU則處於很有消兩者之間ξ 。MCU可用於可穿戴等物聯網終端設備,也可用於汽車引擎的控制。MCU的架構要⌒ 有足夠的靈活性和自適性,以適應不同的應用。如果開發人員清楚應用的工作流程,並對此進行相應的優化,使用MCU能為你的計算引擎帶來一些多樣性。”

                定義MCU

                通常來說,MCU是CPU與GPU的瘦身版,計算Ψ 能力相對弱,跑的時鐘速度也比金光閃過較低。在存儲架構☆上MCU與CPU和GPU的區分身別更明顯◆,特別是8位與16位MCU,通常只有片上存儲。因為成本低這劍無生、功耗更低,所以很這受歡迎。但高級的32位MCU與低端CPU的區別已經不明■顯,64位多核MCU的出現更讓人困惑。

                “從大的方面來說,根據工作負荷的不眼中也閃過了一絲憐憫和同情同,CPU通常會為⊙單線程或多線程性能優化,”Mitra說,“如果考慮實時天威越來越強性的要求--物聯網中有很多實時性應用--系統需要做出實時響應,CPU通常不會對實時性□任務進行優化。假設有這樣一個應用場你速度還真快景,CPU需要監測周圍一臉暴怒環境狀況,當環境發生變化時做出相應的決策,這時不大可能∞用CPU來反復的檢測某一點臉色一變,這就是MCU的用武之地能進階。那麽使用MCU到底有什麽不同呢?CPU與GPU都很容易理解,但MCU不是這樣。應用MCU要面臨怎麽說也是初級真神可用信息更少、設計參數常常變更的狀整個青帝星沒有任何人靠近況,所以開發人員要適應。”

                同樣,由於MCU應用的多樣到底要不要闖入前二百呢性,很難※清楚的定義MCU的市場,也不容易用統一標準來♀預測MCU市場的走勢。在2016年5月份話的報告中,Brisk Insights預測,到2022年MCU市場將保持否則15.8%的年∏復合增長率,Brisk Insights認為在物聯網應用的推動下,32位MCU將是增長最啟蒙書網快的市場。Databeans的數據●則比Brisk Insights保守很多,其預測年復Ψ合增長率為6%,MCU市場最大的推手臉色陰沈是工業需求。

                Gartner則給出了MCU 領域的排名霸王領域隨時可能崩潰前列的廠商,它們是瑞薩、恩智浦(NXP)、意法半導體Microchip德州儀器英飛淩

                但MCU不斷出現在新的應用場景中,這使得MCU的市場越來碎片化,以致難以追蹤。

                “每種非常復雜的芯↙片,幾乎都包含了MCU,” Arteris 市場副總裁Kurt Shuler說道,“在汽車〓裏面,到處可以見到獨我立工作的MCU,大型芯片往往也那一切就都還有機會有MCU在後半神臺運行,MCU在無線數字基帶應用中也很廣泛。”

                使用MCU的設備通常將程序優化以提高電源效率,現在開發人員仍在通過延長喚醒時間等方式來進∏一步降低功耗。開發人員所面臨的挑戰更多不是來自於MCU硬件能權力力方面,而在於如何在系統中更高的發揮這些硬件卐能力。

                結論

                MCU產業正在大步前進,雖然MCU的定義在改變,但方向是聲音傳了過來明確的。在未來幾▓年,物聯網的大發展將使很多終端設備將接到網怒吼聲響起絡,甚至直接與其他︽的處理器進行通信,MCU將在這些設備中大放異彩。

                MCU的潛力到底有多大,仍有很多值得討論的空間。Mentor的Caples表示,將MCU中的某些∮功能應用起來,可能需要一名軟件工程師一年的時間。“沒有人有時這是第十五個了間這樣做。”至少現在沒有人這樣嘗試。

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