物联网开发(物联网网站开发)
微控制器(MCU)如何在物联网设备中使用?开发人员又该如何为产品选择最合适的MCU解决方案?Silicon Labs(亦称“芯科科技”)产品营销高级经理Gopinath Krishniah先生将通过本篇博文说明MCU的应用知识和开发技巧,并介绍评估选用8位和32位MCU的关键考量。点击文末的阅读原文按钮以阅览完整内容。
你是否曾经惊叹过健身追踪器是如何记录你走的每一步,或者洗衣机是如何感知水位的?其实是通过设备内部的MCU。它是一个集成电路上的小型计算机,包含一个或多个处理器核心(CPU)、存储器和可编程输入/输出外设。这些微型芯片是一种经济实惠且流行的数据收集、传感和控制物理世界的手段。
MCU应用于各种系统,从汽车发动机控制和植入式医疗设备到远程控制,办公机器,电器,电动工具,玩具和其他嵌入式系统。它们作为一个桥梁,使通信协议和硬件抽象层能够交互并运行所选的操作设备的RTOS/OS。
MCU常用特性
MCU是嵌入式设备的大脑,在一个很小的封装中封装了强大的功能。无论架构如何,所有MCU都有某些共同点:
8位MCU和市场流行的架构
自20世纪80年代以来,8位MCU一直是嵌入式开发的核心,即使32位架构变得更加普遍,也将继续在物联网开发中发挥重要作用。现代8位MCU的简单性和成本效益确保它们在许多年内仍将是工程师工具箱中的关键工具。
下面是一些流行的8位MCU架构的例子:
芯科科技使用CIP-8051内核作为整个C8051和EFM 8位产品组合的基础。这种流水线架构使我们能够提高效率,超过80%的指令在单个时钟周期内执行,使其优于其他8位MCU。芯科科技8位产品的最新成员是BB5家族,由3个系列组成:
8位MCU的优势
8位MCU比32位MCU有几个优点。以下是一些最重要的优势:
8位MCU的缺点
尽管8位MCU因价格实惠和尺寸紧凑而广受欢迎物联网开发,但与高位微控制器相比,确实有一些限制。
32位MCU和市场流行的架构
有没有想过无人机如何捕捉惊人的航拍镜头,或者智能扬声器如何完美地播放音乐?这些看似神奇的动作都是通过32位MCU实现的!32位MCU擅长处理复杂任务、处理大量数据,并支持高端代数运算和浮点数学。下面是一些流行的例子:
所有芯科科技提供的EFM32和EFR32第二代无线SoC平台和MCU产品系列都使用多核Cortex-M平台。我们的大多数Cortex-M33运行高达76.4 MHz,作为无线和应用开发的主要应用核心,而2个专用M0+核心操作无线电和安全子系统,为开发人员提供整个产品组合的一致平台。该体系结构允许子系统独立于应用程序核心运行,并帮助提供底层灵活性,而无需缩短开发时间,并允许产品系列之间的更多设计重用。将人工智能和机器学习(AI/ML)硬件加速添加到无线和独立MCU中,可以减少边缘所需的额外智能所需的时间和功耗。
32位MCU的优势
32位微控制器比8位微控制器有几个优点。以下是一些最重要的优势:
32位MCU的缺点
虽然32位微控制器在功能和多功能性方面占据主导地位,但它们并不是一个通用的解决方案。在启动项目之前,请考虑以下权衡:
结论:明智地选择MCU架构和平台
在物联网开发领域,选择合适的处理器平台至关重要!8位和32位MCU都解决了不同的挑战,并在现代物联网发展中占有一席之地。
当谈到经济和高效时,8位MCU是冠军!它们具有成本效益和紧凑性,是无线物联网传感器等简单任务的理想选择。与32位MCU相比物联网开发,其优越的功率效率也使其成为电池供电设备的首选。
另一方面,32位MCU比8位MCU提供更大的处理能力和内存。这使得它们更适合要求更高性能和更多内存的应用程序。然而,这是以增加复杂性为代价的。
那么,谁会在物联网领域取得胜利呢?对于基本任务和预算限制,8位MCU占据了堡垒。但是,当需要一个强大的性能来执行密集的任务时,32位MCU占据了上风。开发人员可先评估产品功能需求再做出明智的选择。
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