何立民教授：8位MCU可能是永续的不死鸟
20世纪，MCU的应用领域是8位机的天下，而C8051是8位机的主流机型。进入到21世纪，ARM微控制器开始兴起，以特殊的产业模式迅速扩大了市场份额。当ARM微控制器不断吞噬8位MCU的市场份额时，有人认为32位MCU将取代8位机，8位MCU将会退出历史舞台。殊不知，ARM微控制器在传统嵌入式领域大肆扩张时，C8051成功地实现了华丽的转身，在嵌入式系统无限大的市场领域里获得新生，成为MCU界的不死鸟。未来，8位、32位、64位MCU的应用领域会各具特色，互充互补、三分天下。
MCU有无限大的市场
MCU是一个智力内核，随着智能化工具的发展，MCU产品的市场需求日益扩大，从传统电子的智能化改造、新兴的智能化设备、智能化设备的分布多机、智能化设备总线、智能化设备局域网，到物联网时代，无处不在的人工智能感知与控制终端领域，表明了MCU有一个无限大的市场。这个无限大市场的多样性决定了对MCU的多样需求。这种多样需求表现在MCU发展史上的一个演化特征，是数据总线、地址总线位数的不断拓展，从4位、8位、16位、32位到64位。在不断拓展中逐渐优化出8位、32位、64位MCU并存的局面。这种多样化需求会长期存在下去，它体现了MCU的市场分工。
MCU的未来市场形势
长期以来，MCU应用中一直是8位机的天下，这是因为微处理器诞生后MCU与MPU的分工所致。MPU致力于智力平台建设，MCU专注于智能化控制，即物理对象的感知与控制。8位MCU有足够的能力应对缓慢变化的物理参数，物理对象只需有限的感知与控制速度。当数字信号处理需求逐步增多后，出现了对16位MCU的需求。
随着人工智能对MCU的需求，32位MCU迅速兴起。近年来信息领域对MCU又有了新的需求，因此64位的MCU就诞生了。4位、8位、16位、32位、64位是MCU的历史发展足迹，它们都力图最大限度地满足市场需求，在市场需求的调节下，优化成8位、32位、64位的市场局面。由于MCU有无限大的市场需求，这种互补性的局面将会长期存在下去。8位、32位、64位主要体现在不同的应用领域，其技术各有所长，最重要的是用对地方。
C8051 MCU可能是永续的不死鸟
从传统电子的智能化改造到新兴智能化设备兴起，从单机智能化到网络智能终端，从自动化工具到人工智能，嵌入式系统市场对MCU寄予厚望，这是8位MCU难以独自承担的重任。32位ARM系列MCU问世后，立即在这些新兴的嵌入式领域中发挥着巨大的作用。对8位MCU而言，在许多传统领域被ARM系列取代未必是坏事，被取代的8位MCU可以转向原先无法顾及的领域。
近十几年，在ARM迅猛发展的同时，也出现了C8051的三次变革。第一次是C8051F的结构变革。C8051F是20世纪末美国Cygnal公司（2005年被SILICON LABS公司收购）在C8051基础上推出的全新结构的MCU。C8051F对C8051进行了彻底的变革：对指令运行实行流水作业，以CIP51替代原有的CPU内核，使单周期指令运行速度变为原来的12倍；将I/O口从固定方式改变成交叉开关配置方式，极大地提高了I/O交互的灵活性；从系统时钟到时钟系统、从引脚复位到多源复位，以及低电压供电，为低功耗设计提供了最佳支持；从传统的仿真调试到基于JTAG接口的系统调试等。至今，这些都体现了MCU的先进技术。
第二次是内核化的市场变革。即从传统的系统芯片到SoC、SoPC软核、智能芯片、智能传感器的蜕变。将C8051最简系统标准化成IP核，为大规模集成电路系统的集成提供通用智力内核；在SoPC中，不少厂家使用C8051作为8位软核；目前，智能芯片（如收发芯片）、智能传感器几乎都是C8051的天下。
第三次是产品平台的变革。在产品平台基础上开发嵌入式产品，是嵌入式产品开发的最佳模式。目前，流行的是板式或模块化的产品平台模式。C8051的第三次变革体现为芯片级的产品平台变革。芯片级的产品平台为微小型智能化设备提供了良好的应用前景。目前，Silicon Labs基于C8051F推出的EEM8系列MCU就代表了这一变革方向。
C8051的芯片级产品平台
MCU从8位到32位，再到64位的演化，主要是为了满足高速海量数据的处理需求，并不是全面性能的同步进化。在同样先进的集成电路工艺技术的支持下，8位MCU可以走上一条不断完善的体系结构，外围功能单元最大化片内集成和MCU性能全面提高的进化道路。
2015年，芯科科技（Silicon Labs）公司推出的小蜜蜂EEM8系列MCU，就是这种进化道路上的典型产品。在先进的C8051F结构体系基础上，将外围功能单元最大化片内集成，使EFM8系列实现了从MCU向产品平台的蜕变。这种先进的芯片级产品平台，将为各种微小型智能化设备（如穿戴式设备、智能微电子机械、智能传感器等）应用，提供最佳的选择。
EEM8系列芯片级产品平台的技术表现如下：
1）有满足控制需求的先进MCU内核
C8051F是最新一代8位MCU，虽然在高速海量数据处理上不及32位，但在满足大多数物理对象的控制上，已足够用，甚至控制功能不输于、或优于32位MCU。
2）片内集成有丰富的外设单元
EFM8中集成了众多原先外部扩展的功能电路，如内部校准的温度传感器、集成的振荡器、多种模拟数字转换器（ADC）、高速闪存、USB接口、增强接口、电容触摸控制、电池检测、UART、SPI、SMBus/I2C总线等。高速流水线8051内核、超低功耗、精度模拟、增强的通信外设、小尺寸封装、灵活的数字和模拟复用、I/O引脚路由的先进Crossbar架构，都可以满足IoT底层产品众多的应用需求。
3）有极佳的低功耗设计技术支持
在EFM8中，最大限度地集成了低功耗设计技术，包括本质低功耗与功耗管理技术，如最低的睡眠电流、有效电流、唤醒时平均电流的本质低功耗，以及LDO提供的多种低电压供电选择、多种数字和模拟外设超快速唤醒、使用内部RTC和停止电源的睡眠状态选择等。
4）可提供不同应用状态的产品平台
小蜜蜂EFM8提供3种不同应用环境的MCU：成本敏感型的EFM8 Busy Bee系列，能为产品提供最优的性价比；能耗敏感型的EFM8 Sleepy Bee系列，具有极佳的本质低功耗与全面的功耗管理能力；突出功能需求的EFM8 Universal Bee系列，有丰富片内功能单元集成，能满足产品需求，成为芯片级产品平台。在微小型物联网系统应用中，小蜜蜂EFM8优于32位板级产品平台。
5）为用户提供简单易用的开发环境
Silicon Labs公司推出了全方位支持EFM8 MCU系列产品的完整软件和硬件工具包。Silicon Labs增强型Simplicity Studio开发平台为用户提供了统一的8/32位开发环境支持，以及Eclipse调试器和插件、KeilPK51编译工具、第三方工具支持、电容式感应评测器、演示代码、软件示例代码、数据手册、应用笔记、技术支持和社区论坛等，大大地简化和加速了8位MCU的应用设计。
8位C8051变革的几点思考
纵观MCU发展史，永不衰败的8位MCU是一个十分奇特的现象，其背后有深刻的因素，值得我们认真思考。
a）嵌入式领域有足够大的应用市场。从技术角度看，MCU是一个微小的智力内核，有无限的应用领域，小到人体内，大到局域网；从市场角度看，有无限大的智能化工具、人工智能领域。嵌入式应用的多样性，决定了8位、32位、64位MCU都有各自发展的巨大空间。
b）MCU有两条不同的演化道路，满足高速海量信息处理与不断提升控制能力的需求。在不断提升控制能力方面，8位MCU有稳定的发展空间，优势不会失去。
c）总线宽度的增加并不意味着功能的同比增大。8位MCU可以避开在高速、海量数值计算上与32位、64位MCU争锋，其可突出控制功能，走芯片化产品平台的技术发展道路。
d）未来8位、32位、64位MCU都有自己足够大的优势领域，呈技术互补性发展的趋势。据IHS的预测，8位MCU的市场份额将继续超过每年MCU市场营收的三分之一以上。
看到这里您是否又有项目灵感需实现，点击下面开发软件帮你忙。
Silicon Labs Simplicity Studio平台开发工具
Silicon Labs 集成开发环境工具
Silicon Labs 配置向导2开发工具
Silicon Labs FLASH编程开发工具
Silicon Labs 8位MCU Keil PK51 开发工具
Silicon Labs ToolStick 开发工具
Silicon Labs μVision 调试驱动程序开发工具
Silicon Labs 生产编程器开发工具
Silicon Labs .HEX转化.SVF开发工具
Silicon Labs USB复位实用程序开发工具
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 294
本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！
评论
全部评论（294）
-
![]()
![]()
Benn Lv6. 高级专家 2019-11-27学习 -
![]()
![]()
王韩 Lv3. 高级工程师 2019-11-27学习 -
![]()
![]()
徒步走天涯 Lv5. 技术专家 2019-11-26好资料果断分享！ -
![]()
![]()
幸福 Lv7. 资深专家 2019-11-25不错 -
![]()
![]()
用户88963348 Lv4. 资深工程师 2019-11-23学习了 -
![]()
![]()
ID43989078 Lv7. 资深专家 2019-11-23学习 -
![]()
![]()
Elike Lv6. 高级专家 2019-11-22有时候还真就用个8051最省事还管事 -
![]()
![]()
无心善者 Lv6. 高级专家 2019-11-21最基础的东西，应用不会减少 -
![]()
![]()
等风来 Lv5. 技术专家 2019-11-218051单片机入的门 -
![]()
![]()
鲍鲍 Lv5. 技术专家 2019-11-20学习了
正在努力加载……相关推荐
【经验】如何正确使用8位MCU的PortMatch功能
Silicon Labs的8位MCU(C8051和EFM8)都具有PortMatch功能，此功能允许一个或多个端口IO引脚上的逻辑电平变化触发系统事件。
设计经验 发布时间 : 2018-02-08
【技术】预安装BOOT的新一代的8位MCU
Silicon labs的EFM8系列MCU是C8051F的升级换代产品。较C8051F不同的是，其在出厂时已经固化好BOOT程序。
技术探讨 发布时间 : 2019-07-11
【产品】小蜜蜂8位MCU助您轻松迎接物联网时代
Silicon labs推出了一款集小封装和高性价比于一身的多用途8位MCU EFM8BB1，可轻松替代普通8051家族的MCU产品。
新产品 发布时间 : 2019-07-05
EFM8LB低功耗8位MCU在使用BOOTLOADER时，如何让程序进入BOOTLOADER?
EFM8LB的芯片进入BOOTLOADER有三种方法。第一种：上电后如果0X0000地址的数据为0XFF，程序会直接进入BOOTLOADER. 第二种：在上电复 位时，如果C2D引脚保持低电平超过50uS，程序会进入BOOTLOADER.第三种： 应用程序将R0赋值为0XA5，然后执行软启动，启动后程序会自动进入 BOOTLOADER。
技术问答 发布时间 : 2017-10-10
【技术】小封装、多用途8位MCU EFM8BB3系列MCU工作模式详解
EFM8BB3系列MCU是Silicon Labs公司推出的一款小封装、多用途8位MCU，该MCU最高运行频率可达49MHz，其RAM容量最大为4352B，FLASH容量最大可达64KB。
技术探讨 发布时间 : 2017-12-04
8位MCU c8051f040内部时钟振荡器是否可以用于产生波特率的时基？
8位MCU c8051f040器件的内部时钟振荡器精度为±2%，可用于产生波特率。
技术问答 发布时间 : 2017-10-10
推荐一款带ADC的小封装8位MCU，适用于对模拟性能、MCU性能以及电路板尺寸有比较高要求的场合。
推荐EFM8LB11系列8位MCU，该系列MCU内部集成了高精度ADC（14位）、4个12位DAC、内置温度传感器、模拟比较器以及丰富的数字外设和通信接口，FLASH大小为16/32KB，RAM为1.25/2.25KB，封装包括QFN24、QFN32、QFP32以及QSOP24，最小封装3x3mm，具有高性能、低功耗、小封装等特性，非常适用于高性能、低功耗、小封装，对模拟外设有更高要求的应用设计。
技术问答 发布时间 : 2017-05-05
为什么在8位MCU C8051F392上运行正常的程序增加了一个全局变量后就无法执行到主程序中？
8位MCU C8051F392芯片内部集成有看门狗功能，这个功能默认是开启的，当全局变量过多时，在C语言的程序初始化没有结束时看门狗已经复位了，所以无法执行到主程序中，解决 办法是将STARTUP.A51添加到项目中，并在STARTUP.A51文件中将看门狗关闭。
技术问答 发布时间 : 2017-10-10
8位MCU EFM8UB1可以使用哪些仿真器？
EFM8系列MCU仍然使用了C2接口，所以C8051F使用的仿真器都可以与其通信。目前有如下类型： EFM8 STK 上的J-Link，这种仿真器由Segger开发 Silabs的UDA、第三方的仿真器（比如新华龙） Silabs的TOOL STICK
技术问答 发布时间 : 2017-10-10
8位MCU C8051F020使用比较大的程序进行仿真，仿真失败，怎么回事？大程序无法仿真是芯片本身特征决定的还是开发环境，或仿真器的问题？
软件断点支持数量和开发环境有关系和程序大小没有关系。可以尝试升级KEIL C51到比较新的版本，确保编译的程序能执行到断点处。可以在需要打断点的地方配置一个GPIO输出低，200ms高，200ms低，用示波器或者LED灯来测试程序。
技术问答 发布时间 : 2017-07-06
8051系列MCU有没有单独的且能够支持中文软件的下载器？
C8051F系列和EFM8系列MCU有单独的调试下载器——USB DEBUG ADAPTER，该下载器支持中文软件。
技术问答 发布时间 : 2017-05-22
8位MCU EFM8LB1需要在中断服务程序中写保护 SFRPAGE 寄存器吗？
在会更改SFR分页的函数中保护 SFRPAGE 寄存器值是一个被高度推荐的做法，由此极大减少 SFR 分页代码错误。 尽管如此，对于具有一个 SFRPAGE 堆栈的器件，在中断服务程序中保护 SFRPAGE 寄存器并非必须的。这些器件中硬件会在执行 RETI指令后自动恢复 SFRPAGE寄存器值。对于诸如’F9xx器件，在切换 SFRPAGE时，中断必须被关闭。
技术问答 发布时间 : 2017-10-10
C8051F350 8位MCU中未使用的模拟输入（模拟数字转换器，比较器）该如何处理？
未使用的专用模拟输入通常直接与信号地相连， 但也可以悬空。专用模拟输入是仅可用于模拟输入的引脚（例如它们不能被用于数字输入输出口）。对于多用途IO引脚，如既可以 用作模拟，也可以用作数字的I/O引脚可以悬空，或者将其配置为具有固定电平的数字输出引脚。
技术问答 发布时间 : 2017-10-10
8位MCU C8051F020上电不能启动，不断的重启，怎么回事？
单片机的不断的重启，通过测量一下VDD 和/RST信号是正常。然后通过软件做输出波形测试点用波器测量观查，发现单片机开机后很快就输出信号就变化，重复出现。判定为开启看门狗的问题。重新设定watch dog时间，再启动看门狗。用blinky代码测试问题解决。
技术问答 发布时间 : 2017-10-10
8位MCU EFM8UB1的USB引脚，怎么避免静电放电事件发生？
为了保护USB的D+、D-和VBUS引脚以防静电放电事件发生，建议使用专为USB高速数据传输设计的瞬态电压抑制器（TVS）二极管。需确保所选的ESD保护器件具有 低电容值并满足USB的上升和下降时间要求。取决于固件设计，Silicon Labs的USB微控制器可以工作在USB2.0全速（12 Mbps）或 USB 2.0 低速（1.5 Mbps）模式。 下面是为USB设计的ESD保护器件型号： Littlefuse SP0503BAHT
技术问答 发布时间 : 2017-10-10
电子商城
现货市场
服务
支持微型计算机 、便携式计算机显示设备、投影仪、打印设备、绘图仪、多用途打印复印机、扫描仪、计算机内置电源、电源适配器、充电器、服务器、收款机等产品中国强制性产品认证。
提交需求>
可定制波导隔离器频率覆盖5.5GHz~110GHz，插损损低至0.25dB、隔离度、正向方向功率、封装尺寸参数。
最小起订量： 1pcs 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论