隨著物聯網與人工智能和智能制造的發展,單片機作為嵌入式系統的核心控制器,在各類行業應用中占據重要位置。其中8位MCU一直在持續創新,屹立不倒;32位MCU則是在芯片設計、制造工藝、封裝技術上等取得顯著突破,以高性能的技術條件被廣泛應用在智能物聯、工業控制、新能源等行業的方案開發中。從2020年MCU市場占比來看,32位MCU占了55%,8位MCU市占率仍有43%,在MCU領域中,兩者一直處于并存狀態,在不同的應用市場下各據山頭。而工程師們也會經常談論到——如何對8位以及32位的MCU進行選擇?
要在8位MCU和32位MCU之間作出選擇,我們得先了解它們之間的差異。
首先是CPU架構不同:8位MCU的CPU數據位寬為8位,而32位MCU的CPU數據位寬為32位。處理能力不同:32位MCU的處理能力更強,可以更快速、更準確地處理數據,同時在運算能力、存儲容量等方面也更為優秀。而8位MCU的處理能力相對較弱。程序存儲容量不同:32位MCU通常具有更大的程序存儲空間,可以存儲更復雜的程序代碼,而8位MCU的程序存儲空間較小。成本不同:32位MCU相對于8位MCU的成本要高一些,尤其是在存儲器和接口方面。應用場景不同:8位單片機具有安全穩定、成本優勢、簡單靈活等優點,廣泛應用于電子鐘、電子秤等設備。它的性能適合單獨的使用設備,不過隨著這些智能設備的成長,在醫療、汽車電子等領域的應用也越來越多。8位MCU特色還在于架構簡單。相較之下,處理效能更加優異的32位MCU,卻同時也背負著架構復雜的原罪。在許多嵌入式設計上,8位MCU比32位擁有更易設計的優勢,依循8位架構的軟件和硬件比起32位將更為簡易。相較于“簡單的”8位MCU,32位MCU在機械化向智能化、電磁化的道路上越走越遠。因為產品所需的功能都要依附32位MCU才能實現,比如保護性、可靠鏈接性和安全性等。因此,32位MCU通常用于一些對性能、存儲容量和運算能力要求較高的應用,例如智能家居、汽車電子、智能穿戴等。綜上所述,8位MCU和32位MCU的選擇應該根據具體應用場景來決定。如果需要高性能、大存儲容量和高運算能力,那么32位MCU是更好的選擇;如果應用場景要求不高,那么8位MCU可以是更經濟的選擇。在國內的芯片公司中,兆易創新在32位通用 MCU市場上排名第一,而且它是在2013年才開始發布32位通用 MCU, 到目前為止,兆易創新的業務覆蓋了閃存, MCU,傳感器三個領域,每一個領域都是領先的。值得一提的是,兆易創新發布的GD32VF103是基于RISC-V內核的全球首個32位通用單片機,而且基于RISC-V的GD32VF103比兆易自己傳統內核的 MCU分別降低了50%和25%。HPM6700/6400 系列產品是先楫半導體推出的高性能高實時 RISC-V MCU 旗艦產品,目前已經量產。與國際競品相比,HPM6700系列芯片單核運行主頻即可達到驚人的816MHz,在CoreMark跑分測試中,HPM6700獲得了9220的高分,成功刷新了國際MCU領域的性能記錄。
依靠MCU的高算力、高模擬特性,HPM6700/6400 系列產品已經在工業伺服電機控制、二三級BMS、逆變器、電能質量監測、保護裝置、分布式光伏智能開關及數據網關等多個應用遍地開花。針對高端智能硬件,數字電源,高性能變頻器,IoT模塊等行業的應用,華大推出HC32F4A0系列Cortex-M4產品,封裝覆蓋LQFP100,L,BGA176等。
HC32F4A0系列是基于 ARM Cortex-M4 32-bit RISC CPU,最高工作頻率 240MHz的高性能 MCU。Cortex-M4內核集成了浮點運算單元( FPU)和 DSP,實現單精度浮點運算 ,支持所有算術運算, ARM單精度數據處理指令和類型,支持完整單精度數據處理指令。內核集成了MPU單元,同時疊加DMAC專用單元。CH32V103系列是以RISC-V3A處理器為核心的32位通用微控制器,該處理器是基于RISC-V開源指令集設計。片上集成了時鐘安全機制、多級電源管理、通用DMA控制器。此系列具有1路USB2。0主機/設備接口、多通道12位ADC轉換模塊、多通道TouchKey、多組定時器、多路IIC/USART/SPI接口等豐富的外設資源。直接對標STM32F103,在功能上極其強悍,顯著的性價比優勢。
5.極海半導體APM32
珠海極海半導體推出的APM32工業級通用MCU基于ARM? Cortex?-M0+/M3/M4/M7內核;工作主頻高達500MHz, Flash 16KB~4MB,SRAM 2KB~256KB;工作溫度范圍覆蓋-40℃~+105℃,滿足復雜工作環境的溫度要求;芯片ESD等級高達8KV,有助于客戶提高系統靜電防護能力;已通過IEC61508 SIL3功能安全認證和USB-IF認證。
極海32位APM32工業級通用MCU,已成功批量應用于電機控制、HMI、冰箱壓縮機、儲能BMS、家電觸摸板、工業機器人、電動車、智能門鎖、機械鍵盤、血氧儀、無人機等消費電子、智能家居、工業控制、汽車電子、以及智慧能源等領域。
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