八位單片機(jī)正走向消亡？

在嵌入式軟體專家 Mike Barr 最近撰寫的一篇文章中，他預(yù)測32位元處理器將最終擊敗或是完全取代8位元產(chǎn)品。我還記得，1990年時，一位分析師曾斬釘截鐵地對我說，8位元已死，不久的將來將會是32位元的天下。
Mike的文章引出了兩極化的意見，一位名為Chuck Manning的讀者認(rèn)為，32位元的價格降低，將推動更多小型低階產(chǎn)品的發(fā)展。過去，我也好幾次提出過同樣的觀點(diǎn)。當(dāng)你可以用一分錢就買到一顆8位元元件時，就可能再開啟一個今天我們都無法想像的廣大應(yīng)用市場。
Chuck 還指出，byte-wide處理器所吃的功率較少，而且能比32位元處理器容忍更寬的電源電壓。這是實(shí)話，低功耗無疑是電子產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的圣杯，不過，在可預(yù)見的未來，我還沒看到任何能發(fā)展出無功耗CPU的跡象。
另一位讀者M(jìn)iro Samek則說，“8位元已經(jīng)沒有什么意義了?！彼睦碚摶A(chǔ)在于，CPU本身只是典型微處理器中的一小部份，其他很大部份是記憶體和週邊。關(guān)于這點(diǎn)，來自支持與反對的意見很多。但基本上我不贊同這種說法。
確實(shí)，今天一個採用40nm制程的Cortex-M0所需的尺寸不到0.012。在電晶體開銷或晶粒尺寸等限制條件下，CPU本身最終將會成為更加微小的部份。
不過，就今天討論的主題而言，我們也看到了三個充滿矛盾和混亂的趨勢：
首先，許多非常低階的元件，都是由已經(jīng)完全折舊的「古董級」晶圓廠和制程所制造的。若未來這類元件要採用更先進(jìn)的制程，就必須支付更高昂的制造費(fèi)用。
第二，還有另一種成本不會消失。讓我們面對現(xiàn)實(shí)：未來的32位微控制器會是ARM的天下，而ARM的主要營收來源是向每顆元件收取授權(quán)或權(quán)利金。這些數(shù)字諱莫如深，但我已聽到一些傳言，其Cortex元件要支付的費(fèi)用達(dá)數(shù)十美分。
即使所有其他費(fèi)用都零，但些元件仍然很難在價格極端敏感的應(yīng)用中競爭。我一直認(rèn)為，ARM的最大的競爭對手至今仍未出現(xiàn)：即一個免收授權(quán)費(fèi)的開放塬始碼CPU供應(yīng)商，而且還能支援所有的ARM產(chǎn)品。
這會發(fā)生嗎？或許吧。若真的出現(xiàn)，它會成功嗎？從對專有工具的支援朝自由、開放的一端轉(zhuǎn)移，一直是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的一個主要趨勢，所以，一旦出現(xiàn)開放塬始碼 CPU，必然能符合製造商的發(fā)展模式。但確實(shí)，我們很難看到這樣一個自由的轉(zhuǎn)移模式，如何創(chuàng)造出巨大的、大多與ARM相容的生態(tài)系統(tǒng)。
第三，硅晶片成本將繼續(xù)下降，直到他們不再是低階微處理器要考慮的問題。屆時最花錢的部份會在封裝，但沒有理由高階和低階微控制的封裝和接腳不相容。想想六接腳的Cortex元件吧。
另外，我也不認(rèn)同Miro的說法：“我認(rèn)為，讓8位元持續(xù)強(qiáng)大的主要原因與技術(shù)沒什么關(guān)系，而是來自于嵌入式開發(fā)社群的習(xí)慣。”
毫無疑問，這的確的事實(shí)，但成本仍然是推動工程決策的關(guān)鍵因素。不過，除了成本以外，還必須考慮工具。我最近用了ARM幾款還不錯的IDE，但它的成本高達(dá)數(shù)千美元。相較之下，Microchip的PIC工具就幾乎是免費(fèi)的了。當(dāng)然，你也可以拿GCC來開發(fā)ARM，并建立你自己的環(huán)境，但你所需要的時間和更多的專業(yè)知識可能必須超過一家開發(fā)商所擁有的
所以，32位元會贏得全面性的勝利嗎？也許，就像Mike在那篇文章中說的，會在絕大多數(shù)應(yīng)用中搶得先機(jī)。但這會很快到來嗎？我還是很懷疑。