Duża wydajność - nowe podejście

Rys. 3. Ocena sytuacji na rynku w pierwszej połowie 2010 roku

Rynek mikrokontrolerów zaskakuje też różnorodnością po stronie szerokości szyny danych w mikrokontrolerach, gdyż równolegle funkcjonują obok siebie rozwiązania 8-, 16- i 32-bitowe. Z pewnością podawano już wiele prognoz na temat bliskiego zmierzchu układów 8-bitowych lub też wskazywano na liczne zalety, jakie niesie za sobą przetwarzanie danych w dużych, 32-bitowych porcjach, ale zmiana środka ciężkości rynku w stronę szyny 32-bitowej na poważnie zaczęła się dopiero niedawno wraz z upowszechnieniem się wyświetlaczy graficznych i paneli dotykowych.

Obróbka grafiki wymaga mikrokontrolera o dużej wydajności, a od programisty dużych umiejętności i doświadczenia. Przy niskich i średnich seriach produktów, jakie są charakterystyczne dla naszego rynku, często koszt mikrokontrolera jest nieznacznie mały w porównaniu do nakładów związanych z oprogramowaniem i całym systemem. Dlatego lepszym wyjściem od strony kosztów i czasu realizacji projektu staje się użycie jednostki 32-bitowej z dużą ilością pamięci i miniaturowej dystrybucji Linuksa niż rozwiązań szytych na miarę.

Taki trend jest widoczny na rynku polskim i z pewnością ma jakieś korzystne odzwierciedlenie w wielkości sprzedaży najbardziej wydajnych mikrokontrolerów oraz popularności ARM-ów. Potwierdzenia istotności tego trendu można też upatrywać w pojawieniu się na rynku mikrokontrolerów wielordzeniowych, które mogą przesunąć jeszcze bardziej granicę opłacalności wykorzystania gotowych systemów operacyjnych w systemach embedded.

Proste i najtańsze

Drugi biegun rynku stanowią układy 8-bitowe, wyposażone w niewielką ilość pamięci i o ograniczonej wydajności, ale za to bardzo tanie i znakomicie nadające się do realizacji prostych układów sterowania lub zdolne do zastąpienia kilku układów logicznych. Niska cena takich mikrokontrolerów, już wynosząca znacznie poniżej jednego dolara, w połączeniu z wysoką elastycznością aplikacyjną, dostępnością obudów o niewielkiej liczbie wyprowadzeń, z pewnością sprzyja popularności.

Przy dzisiejszym pędzie do skracania czasu projektowania, oparcie się na elemencie programowalnym, nawet jeśli chodzi o prosty układ sterujący na przykład przekaźnikiem, coraz częściej ma sens także pozatechniczny. Pomyłki zdarzają się każdemu i dzisiaj często trzeba poprawić źle działającą funkcję lub zmodyfikować reakcję urządzenia na zdarzenia zaraz po wyprodukowaniu lub w sprzęcie znajdującym się u klientów.

Tabela 1. Przegląd ofert krajowych dostawców mikrokontrolerów

Cięcie ścieżek, nowy projekt płytki to obecnie działania kosztowne i nieprofesjonalne, dlatego w projektowaniu dąży się do tego, by możliwie dużo funkcjonalności bazowało na oprogramowaniu, jest to tańsze i mniej ryzykowne. Taka sama uwaga dotyczy rozwoju aplikacji, powstawania nowych wersji, które mogą bazować na tej samej platformie sprzętowej. Takie trendy w naturalny sposób sprzyjają popytowi na mikrokontrolery, także te najmniejsze.

Czy zatem rynek się polaryzuje? Chyba nie, gdyż różnorodność aplikacji związanych z mikrokontrolerami jest zbyt wielka, aby doprowadzić do podziału rynku na wersje proste 8-bitowe i tanie oraz wydajne i droższe 32-bitowe. Byłoby to także nie na rękę producentom półprzewodników, którym marża na najtańszych układach 8-bitowych nie zapewniłaby rentowności. Kluczem do rynku wydaje się posiadanie mikrokontrolera dobrze pasującego do każdej aplikacji, a więc innymi słowy wszystkich możliwych typów.

Problem z dostępnością komponentów

Rys. 4. Koniunktura na rynku mikrokontrolerów i narzędzi projektowych w drugiej połowie 2010 roku

Po słabym roku 2009 na rynku podzespołów mamy ożywienie i dwucyfrowe wzrosty obrotów. Niemniej szybko rosnący rynek, przy jednocześnie opróżnionych po kryzysie magazynach, utworzył kolejki klientów czekających na dostawę. Producenci półprzewodników trochę zbyt mocno wyhamowali produkcję, próbując ograniczyć straty w ubiegłym roku, a obecnie szybkie odbicie w górę zmusza ich do opóźniania dostaw.

Zjawisko to, nazywane alokacją, psuje relacje na rynku układów specjalizowanych, w tym mikrokontrolerów, których nie da się zastąpić innymi podzespołami. O ile wielcy producenci OEM mają wiele możliwości wywołania presji na wytwórców krzemu, o tyle firmy niszowe i działające na niewielkich w skali świata rynkach, jakich w Polsce mamy wiele, mają z tym poważny problem. Terminy oczekiwania na dostawy są długie i też nierzadko niedotrzymywane, a ceny oczywiście rosną. W efekcie nierzadko zdesperowani producenci zmuszeni są kupować półprzewodniki na rynku brokerskim, płacąc za nie wiele razy więcej.

Niemniej, jeśli alternatywą są przestoje w produkcji lub kary umowne, trudno się takiej desperacji dziwić. Na nierównowadze i zawirowaniach rynku próbują również zbić kapitał fałszerze półprzewodników, którzy zwietrzyli okazję do łatwego zarobku i żerują na rozpaczy rynku. Kłopoty z dostawami są też niedobre dla dystrybutorów, bo niszczą ich autorytet i psują im tak istotne dla biznesu relacje z klientami. Zapewne za kilka miesięcy sytuacja powinna się uspokoić, niemniej na razie atmosfera jest nerwowa.

Wybrać dostawcę

Rys. 5. Zestawienie kryteriów technicznych o największym znaczeniu dla kupujących mikrokontrolery

Opisane zjawiska rynku mikrokontrolerów przekonują o tym, jak ważna w obecnych czasach staje się współpraca z kompetentnym dostawcą. Nawet jeśli konstruktor sprawnie porusza się po szczegółach technicznych, zna wady i zalety poszczególnych architektur i umie dokonać optymalnej selekcji układu od strony technicznej, to niestety nie gwarantuje to jeszcze powodzenia od strony biznesowej. Mikrokontroler, nawet najbardziej zintegrowany, nie pracuje w oderwaniu od reszty systemu.

Układy scalone bywają bardziej lub mniej popularne, łatwiej lub trudniej dostępne i perspektywiczne. Wiadomo także, że jeśli coś cieszy się mniejszym powodzeniem, szybciej jest wycofywane z oferty, co może być źródłem problemów. Takich informacji nie ma w katalogach i wsparcia trzeba szukać w firmach dystrybucyjnych. Dlatego w tym redakcyjnym opracowaniu skupiamy się głównie na pokazaniu kompetencji dostawców omawianych układów.

Taki wybór wynika także stąd, że obecnie trudno oprzeć się wrażeniu, że dzisiejszy rynek dystrybucji jest do siebie podobny. Firmy handlowe powtarzają mantrę o wysokiej jakości podzespołów, bliskich relacjach z klientami, o pomocy technicznej i podobnych zagadnieniach, bez względu na to, co się za tym kryje. Niestety, jeśli nawet pominie się złożoność merytoryczną procesorów oraz zapomni o dystrybucyjnych plagach, jakimi są fałszerstwa, pozostaje dalej spory obszar właściwy dystrybutorom związany z narzędziami deweloperskimi, dostępem do oprogramowania, próbek, cen specjalnych dla produkcji i podobnych zagadnień, gdzie zamiast haseł liczą się konkrety: kadra, wiedza i powiązanie z producentem.

Aby dobrać dobrze układ do projektu wykraczającego znacznie poza pojedyncze sztuki, trzeba wesprzeć się po stronie kompetentnego partnera, dla którego wymienione zagadnienia nie są tylko tym, co powtarzają wszyscy, ale wynikają z faktycznych kompetencji. Takiej idei podporządkowane jest zestawienie w tabeli, gdzie w poszczególnych rubrykach staraliśmy się podać kryteria różnicujące poszczególnych dostawców oraz precyzujące ich potencjał w zakresie wsparcia technicznego i pomocy, jakiej są w stanie udzielić klientom.