Krajowi dostawcy mikrokontrolerów i oprogramowania projektowego

Rys. 1. Zestawienie wzrostów i spadków obrotów krajowych dostawców mikrokontrolerów i narzędzi projektowych w okresie 2009-2011

Dla wielu wytwórców półprzewodników celem stało się dzisiaj posiadanie uniwersalnego i wyczerpującego portfolio mikrokontrolerów, po to, aby można było dobrać idealnie pasujący model do wymagań narzucanych przez projektowaną aplikację. Stąd czołowi producenci tych układów, pomijając kilka wyjątków, ścigają się w tych samych obszarach aplikacyjnych.

Jest naturalne, że nikt nie będzie oddawał innym przestrzeni do rozwoju biznesu, ale skutek jest taki, że projektując aplikację, na przykład hipotetycznie związaną z systemem pomiarowym, można wybierać pomiędzy wieloma równorzędnymi układami. Coraz częściej są to różne wersje Cortex-M.

Coraz tańsze zestawy ewaluacyjne, nierzadko proste sprzętowo, ale o dużych możliwościach oraz udostępniane za darmo środowiska programistyczne, biblioteki procedur, np. dotyczące obsługi elementów dotykowych, powodują, że zacząć dzisiaj pracę z nową rodziną układów nie jest już tak trudno jak kiedyś i zmiana platformy nie jest tak kosztowna jak dawniej.

Niemniej pytania, który dostawca jest kompetentny, kogo się radzić w sprawach technicznych i czyje wskazówki brać pod uwagę, są cały czas aktualne a nawet zyskują na ważności. Stąd wybór dostawcy mikrokontrolerów i narzędzi staje się jednym z ważniejszych współczesnych problemów związanych z mikrokontrolerami.

Miniaturyzacja i niskie koszty

Rys. 2. Konkurencja na rynku oceniana jest jako silna lub bardzo silna

Złożone i wydajne mikrokontrolery są zaliczane do ważniejszych czynników umożliwiających miniaturyzację elektroniki. Coraz większa integracja zawsze była zaliczana do najważniejszych czynników rozwojowych, przez co powiązanie miniaturyzacji z nowoczesnymi mikrokontrolerami jest bardzo silne.

Zmniejszanie wymiarów dotyczy samego układu, gdyż podobnie jak w wielu innych komponentach nowe obudowy bezwyprowadzeniowe pozwoliły na schowanie tego elementu w maleńkim kawałku plastiku. Wysoki stopień integracji to także połączenie w ramach jednej struktury pamięci o dużej pojemności, zestawu układów peryferyjnych, w tym wysokiej jakości bloków analogowych.

Większe upakowanie elementów ułatwia nawet możliwość elastycznego przypisywania funkcji do wyprowadzeń fizycznych tego elementu, wbudowanie do wnętrza generatora zegarowego i innych drobnych obwodów zewnętrznych. Duża wydajność przetwarzania, rozkazy ukierunkowane na cyfrowe przetwarzanie sygnałów pozwalają dodatkowo realizować niektóre funkcje programowo, bez negatywnego wpływu na parametry.

W efekcie jeden układ mikrokontrolera zastępuje dzisiaj minimum kilka innych chipów i często stanowi całą warstwę sprzętową aplikacji. Procesowi maksymalnej integracji funkcjonalności w mikrokontrolerach sprzyja też to, że są one coraz tańsze.

Mniej widać to w wartościach bezwzględnych, czyli cenach poszczególnych chipów, ale koszt zakupu określonych zasobów (wydajność, pamięć) bardzo szybko maleje.

Ceny wydajnych 32-bitowych jednostek z rdzeniem Cortex-M ze sporą ilością pamięci w hurcie sięgają kilku dolarów, układy o mniejszych możliwościach kosztują odrobinę powyżej dolara za sztukę, a ceny najprostszych mikrokontrolerów 8-bitowych już dawno spadły poniżej granicy jednego dolara. Funkcjonalność, jaką dostaje się za dolara, w cenie jest bardzo wysoka i niemożliwa do osiągnięcia w żaden inny sposób.

Niski pobór mocy

Tabela 1. Przegląd ofert krajowych dostawców mikrokontrolerów

Kolejnym ważnym czynnikiem napędowym rynku mikrokontrolerów jest niski pobór mocy. Wraz z rosnącym znaczeniem elektroniki konsumenckiej i przenośnej, sieci rozproszonych, komunikacji bezprzewodowej oraz na skutek tego, że energia jest coraz droższa, na pierwszy plan w technice wysuwają się aplikacje zużywające do swojego działania minimalną ilość energii.

Producenci co chwila biją w tym obszarze kolejne rekordy, informując o coraz mniejszym poborze prądu w przeliczeniu na jednostkę wydajności lub też o ułamkach ampera pobieranych w którymś z trybów uśpienia w kolejnych wersjach i rodzinach. Zmiany w tym obszarze w porównaniu do tego, co było na rynku pięć lat wcześniej, są duże.

Dawniej wersje energooszczędne zapewniały zwykle małą wydajność przetwarzania, obecnie nie trzeba już dokonywać wyborów między wydajnym a energooszczędnym. Sporą pomoc zapewniają nowe technologie związane z usypianiem działania procesora, szybkim wybudzaniem, automatycznym dopasowaniem wydajności do realizowanych zadań, skalowaniem napięcia zasilania i innymi technikami ograniczającymi pobór mocy.

Szczególnie imponujący postęp widać w technologiach usypiania, gdzie producenci wprowadzili wiele takich trybów różniących się głębokością uśpienia, a dodatkowo zapewnili autonomiczne działanie układów peryferyjnych, które mogą pracować i wymieniać dane bez udziału procesora.

Na rynku są też specjalizowane rodziny układów o niskim poborze mocy - można je odnaleźć u wszystkich większych producentów mikrokontrolerów (np. MSP430), jest też kilku wytwórców mniejszych, jak Energy Micro, którzy wyspecjalizowali się w tym kierunku. Ich dostępność i doskonałe parametry wersji określanych jako ultra-low-power są zalążkiem wielu ciekawych aplikacji związanych z rozproszonymi sieciami akwizycji danych, smartmeteringiem, medycyną i ogólnie elektroniką przenośną.

W zakresie niskiego poboru mocy producenci z pewnością nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa, wraz z kolejnymi rekordami można liczyć na wzrost popularności zasilania energią wolno dostępną (energy harvesting), przed którą widać wielki potencjał.

Wersje specjalizowane pod aplikacje

Rys. 3. Ocena, jaki okazał się dla sprzedaży mikrokontrolerów 2012 rok

Wraz z każdą kolejną generacją i nową architekturą mikrokontrolery tracą swój ogólny charakter i uniwersalność aplikacyjną. Nie jest to zjawisko, które należy postrzegać jako negatywne, przeciwnie dzięki temu, że oferta rynku jest szeroka, na rynku pojawiają się jednostki dobrze dopasowane do pracy w określonych aplikacjach, lepsze, w ostatecznym rozrachunku tańsze i wygodniejsze w stosowaniu.

Asortyment mikrokontrolerów większości dużych producentów wynosi zwykle kilkaset sztuk. Są one grupowane w rodziny o określonej wydajności (zegar, rdzeń, szerokość szyny danych) i wielkości pamięci. Tak było praktycznie zawsze, ale teraz podział ten rozszerzył się o specjalizację aplikacyjną, polegającą na wyposażaniu w zestaw układów peryferyjnych kompletny z punktu widzenia zastosowań aplikacyjnych.

Przykładem mogą być mikrokontrolery do pracy w napędach silników - zawierające układy PWM, przetworniki A/C, timery i bloki zapewniające szybkie obliczenia charakterystyczne dla DSP. Inne grupy aplikacyjne to smartmetering (o niskim poborze mocy, z wysokorozdzielczym przetwornikiem A/C, blokiem obliczeniowym do kalkulacji zużycia mediów), komunikacja bezprzewodowa (z wbudowanym transceiverem na pasmo ISM), motoryzacji (ze zdublowanymi blokami obliczeniowymi), dla medycyny (z wysokorozdzielczymi i szybkimi przetwornikami A/C), do aplikacji z interfejsem dotykowym, z interfejsem do wyświetlacza graficznego i wiele innych podobnych.

Po stronie jednostki centralnej pojawiają się wersje z rozbudowanymi możliwościami w zakresie cyfrowego przetwarzania sygnałów, zbliżone w możliwościach do tego, co oferują DSP, jak też układy wyposażone w koprocesor arytmetyczny. W ten sposób producenci umożliwiają wydajną programową emulację wielu funkcji, które dotychczas były realizowane blokami sprzętowymi.

Przykładem mogą być pętle sprzężenia zwrotnego w systemach zasilających i korektorach współczynnika mocy lub regulatorach w automatyce, w których dotychczasowe obwody analogowe zastępuje się mikrokontrolerem. Duża szybkość działania i możliwości obliczeniowe dają potrzebną szybkość reakcji układu mikrokontrolera na zdarzenia i np. fantastyczne możliwości programowego kształtowania charakterystyki sprzężenia zwrotnego.

Raspberry Pi i platformy open hardware

Rys. 4. Struktura obrotów osiąganych przez firmy ze sprzedaży mikrokontrolerów, 24% firm ma je powyżej 10 mln zł rocznie

Popularności mikrokontrolerów pomagają platformy open hardware takie, jak głównie Arduino oraz Raspberry Pi. Dobry, przetestowany przez wiele osób projekt uniwersalnego sterownika o dużych możliwościach w zakresie komunikacji, na którym można zainstalować Linuksa, z pewnością pomaga pokonać obawy związane z inwestycją w nowy obszar aktywności.

Możliwości, jakie dają dzisiaj mikrokontrolery, bardzo szybko rosną. Są to na tyle dynamiczne zmiany, że część inżynierów przestaje za nimi nadążać i nie jest na bieżąco z tym, co oferuje rynek. To samo dotyczy ich wiedzy i kompetencji, pozwalających skorzystać z zaawansowanych możliwości zapewnianych przez producentów.

W takiej sytuacji gotowe platformy open hardware są w stanie uwolnić od kłopotów i ryzyka związanego z własnym projektem, bez konieczności ponoszenia dużych kosztów na licencję. Z tego, jaką popularnością cieszą się te rozwiązania, można wnioskować, że trafiają one w potrzeby branży, przy okazji pomagając w sprzedaży chipów. Producenci mikrokontrolerów są świadomi tych zjawisk i nierzadko wspierają projekty open hardware.

Narzędzia i oprogramowanie

Rys. 5. Udział sprzedaży mikrokontrolerów w obrotach dostawców. Dla 70% firm zawiera się on pomiędzy 11 a 35%

Wzrost stopnia skomplikowania samych mikrokontrolerów i aplikacji niewątpliwie zaciążyłby negatywnie na rozwoju rynku, gdyby równolegle nie zachodziły zmiany jakościowe w narzędziach projektowych. Na skutek wzrostu skomplikowania mikrokontrolerów i aplikacji pojawia się konieczność stosowania coraz bardziej zaawansowanych narzędzi.

Dzisiaj nikt rozsądny nie programuje aplikacji na ARM-a w asemblerze ani nie uruchamia urządzenia metodą prób i błędów. Nikt dziś sam nie opracowuje stosu TCP/IP, systemu plików, driverów USB lub CAN oraz nie pisze procedur obsługi karty pamięci. Krytyczny "time to market" nie daje szans na bycie pierwszym na rynku bez wsparcia nowoczesnych środków i bez wsparcia innych.

Szkoda by było na to czasu. Lepiej skorzystać z profesjonalnych narzędzi, gotowych bibliotek i systemów, tym bardziej że dobre narzędzia są relatywnie coraz tańsze. Sporo korzystnych zmian wynika z tego, że do struktury nowoczesnych mikrokontrolerów wbudowano moduł debugera, przez co nawet tanie i popularne narzędzia mają fantastyczne możliwości.

Od pewnego czasu w projektowaniu praktycznie wyeliminowano konieczność używania emulatorów układowych ICE i realizacja debuggera ICD (In-Circuit Debugger), umożliwiającego uruchamianie oprogramowania w układzie docelowym, w rzeczywistych warunkach czasowych i środowiskowych, oparta jest na wbudowanych w strukturę mikrokontrolera mechanizmach sprzętowych.

Znaczenie dobrych narzędzi, takich które dają pewność, że projekt negatywnie nie zaskoczy w działaniu, nabiera obecnie coraz większego znaczenia we wrażliwych na jakość kodu aplikacjach, wymagających często certyfikacji, np. samochodowych, lotniczych, medycznych.

Możliwości narzędzi popularnych, w tym zestawów startowych, płyt ewaluacyjnych i darmowego oprogramowania IDE przygotowywanego przez producentów mikrokontrolerów też się sukcesywnie zwiększają i dla wielu mniej złożonych projektów możliwości, jakie się za nimi kryją, są wystarczające i wcale niemałe.

Producenci wkładają w ich przygotowanie wiele wysiłku, gdyż rozumieją, jak wielkie znaczenie mają one dla rozwoju rynku. Przez wiele lat koszt i dostępność niedrogich narzędzi projektowych były istotnym czynnikiem limitującym projektantów, przywiązującym ich do jednej architektury. Obecnie środowisko IDE nierzadko można mieć za darmo, a płytki ewaluacyjne dystrybutorzy rozdają, podobnie jak próbki chipów, na seminariach i warsztatach.

ARM-y zaczynają dominować

Rys. 6. Czego od dostawców mikrokontrolerów oczekują klienci

Jeszcze dekadę temu na rynku mikrokontrolerów dominował słynny procesor 51 ze swoimi klonami. Z czasem na rynek wdarła się różnorodność i zasłużony układ Intela zakończył długi okres bycia liderem. Ale jest prawdopodobne, że historia może zatoczyć koło i standardem staną się mikrokontrolery opracowane przez firmę ARM.

Wielu specjalistów jest zdania, że moment ten już nastąpił, bo nie da się ukryć, że układy z rdzeniem Cortex-M rozwijają się niezwykle dynamicznie i są czołówką technologiczną rynku mikrokontrolerów. Najważniejsze w układach ARM jest to, że są one produkowane przez wiele firm będących licencjobiorcami ARM.

Szeroki front tworzony przez dziewięciu dostawców (Atmel, NXP, TI, ST Microelectronics, Fujitsu, Nuvoton, Freescale, Energy Micro) zapewnia duże tempo rozwoju, dobrą dostępność, kompatybilność i niskie ceny narzędzi projektowych. Innymi słowy układy Cortex-M zapewniają cenne w biznesie małe ryzyko i dają gwarancję szybkiego rozwoju technologii.

Nowe rdzenie, czy rodziny mikrokontrolerów, pojawiają się mniej więcej co rok, tworząc dla firm, które postawiły na ARM-y, ogromną przestrzeń rozwoju i dając pewność, że biuro konstrukcyjne nie będzie ograniczane niedostatecznymi możliwościami procesorów. Tym samym Corteksy można traktować jako wspólną platformę i architekturę dla branży.

Poza obozem licencjobiorców ARM z dużych firm cały czas są Renesas i Microchip. Trudno prognozować, czy to się zmieni, a jeśli tak, to kiedy. Obie wymienione firmy mają silną i stabilną pozycję na rynku, cały czas rozszerzają ofertę o nowe produkty. Niemniej duża popularność Corteksów będzie z czasem zawężać przestrzeń, jaka pozostanie dla innych rozwiązań o charakterze ogólnym.

Ważny będzie też efekt skali sprzedaży firm połączonych wspólną platformą, mniejszych możliwości inwestycyjnych producentów spoza grupy ARM, preferencje klientów przy nowych projektach, wsparcie po stronie narzędzi projektowych i podobne czynniki.

Renesas i ARM podpisali w 2008 roku porozumienie o współpracy i japoński producent wykorzystuje niektóre technologie brytyjskiego producenta, co jest jakimś sygnałem. Microchip jest "poza", ale fora dyskusyjne nieustannie spekulują na ten temat, snując prawdopodobne scenariusze, z których rozważane są nawet takie, że Microchip kupi któregoś mniejszego licencjonobiorcę ARM.

Wersje 8-bitowe

Rys. 7. Zestawienie kryteriów technicznych o największym znaczeniu dla kupujących mikrokontrolery

Razem z wydajnymi układami 32-bitowymi na rynku cały czas zgodnie egzystuje grupa procesorów 8-bitowych, o nieporównywalnie mniejszych zasobach, funkcjonalności i liczbie układów peryferyjnych, ale za to bardzo tanich i znakomicie nadających się do realizacji prostych układów sterowania.

Elementy te zapewniają wysoką elastyczność aplikacyjną, mają obudowy o małej liczbie wyprowadzeń i cały czas są popularne, bo dają konstruktorom wygodę i niezłe możliwości przy niskiej cenie. Jest też popyt na klony układów z rodziny 51 w postaci bloków IP, które sprzedają się, bo jeśli w aplikacji mikrokontroler jest potrzebny do prostych zadań, np. do obsługi klawiatury, do załadowania programu do FPGA, a w sprzęcie AGD do sterowania wentylatorem lub układzie czasowym, a więc aplikacji, w których program ma nie więcej jak 100 linii, to sięga się po proste i ekonomiczne rozwiązania.

Stąd na rynku dostępnych jest wiele układów 8-bitowych, które traktuje się po prostu jak logikę programowalną. Nawet jeśli daje się zrealizować układ za pomocą kilku elementów logicznych (TTL, CMOS), to i tak wykorzystanie mikrokontrolera, np. w małej 6-nóżnowej obudowie, jest praktyczniejsze. Istotniejsze jest pytanie, jakiego układu użyć, a nie czy w ogóle.

Wsparcie techniczne

Rys. 8. Czym powinien charakteryzować się idealny mikrokontroler

Sprzedaż mikrokontrolerów w coraz większym stopniu uzależniona jest od czynników wykraczających poza typową ofertę handlową. Oczywiście cena cały czas jest znacząca i ważna dla klientów, ale bardzo szeroka oferta rynku, obejmująca wiele architektur układów, pod którymi kryją się nierzadko setki wersji, sprawia, że wybór konkretnej jednostki staje się coraz bardziej złożony, tym bardziej że projektowanie wymaga uwzględnienia w rozważaniach dostępności i cen narzędzi projektowych, wiedzy i doświadczenia zespołu inżynierskiego i podobnych czynników.

Producenci mikrokontrolerów starają się, aby ich oferta produktów była w największej mierze kompleksowa. Stąd obok siebie dostępne są grupy układów 8- i 32-bitowych, linie bazujące na określonym rdzeniu, o różnych blokach peryferyjnych, obudowach, wielkości pamięci, szybkości, zużyciu energii itd.

Nierzadko układy w ramach jednej rodziny są ze sobą zgodne nie tylko od strony architektury, ale także pod względem wyprowadzeń po to, aby ułatwić konstruktorom migrację i skalowanie projektów, a także, aby zminimalizować ryzyko, że w którymś momencie potrzeby projektantów pozostaną niezaspokojone i będą oni zmuszeni zmienić przynależność do innego producenta.

Stąd rodziny mikrokontrolerów bazujących na wspólnym rdzeniu liczą zwykle minimum kilkadziesiąt różnych układów, a tabele opisujące ich podstawowe możliwości wykraczają w druku poza kartkę A4. W takich warunkach rośnie rola, jaką odgrywa w sprzedaży dział wsparcia technicznego. Dla inżynierów starszego pokolenia, przywiązanych do jednej architektury, kłopotem bywa nabranie zaufania do dobrodziejstw nowoczesnych mikrokontrolerów, takich jak interfejs emulacyjny czy kompilator języka wysokiego poziomu.

Odstrasza też konieczność konfiguracji nieskończonej liczby ustawień. W tym wypadku niezwykle pomocne są warsztaty lub osobista pomoc specjalisty, pomagająca pokonać początkowy opór materii, a później podjąć normalne prace projektowe. Ale nie znaczy to, że adresatem pomocy technicznej są w największym stopniu małe firmy.

Duże biura, pracujące z wieloma architekturami, często nie chcą poświęcać czasu na głębokie analizy architektury lub oferty narzędzi. Oczekują pomocy w wyborze optymalnych narzędzi sprzętowych i programistycznych. Skoro liczy się czas realizacji projektu, to warto prosić o opinię i korzystać z wiedzy tych, którzy znają ofertę na wylot.

Mikrokontroler, nawet jak 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 późniejszych problemów. Takich informacji nie ma w katalogach i wsparcia trzeba szukać w firmach dystrybucyjnych.

Rynek - koniunktura

Rys. 9. Najpopularniejsze architektury mikrokontrolerów funkcjonujące na rynku krajowym

Na rysunku 1 pokazany został wykres odzwierciedlający zmiany sprzedaży mikrokontrolerów i narzędzi w ostatnich trzech latach. Zawiera on informacje o wzrostach obrotów pogrupowane w czterech przedziałach procentowych pochodzące od firm, które wypełniły redakcyjną ankietę. Dane pokazują, że lata 2009-2011 były dla tytułowego biznesu okresem stabilnym z tendencją do niewielkiej poprawy rok do roku.

Uwagę zwraca też duża rozpiętość uzyskanych wyników, bo w zestawieniu są firmy, które notowały spadki i takie, które miały duży wzrost sprzedaży przekraczający 30% w skali roku. Biorąc pod uwagę, że grono dostawców nie obejmuje w zasadzie nowych firm, można wnioskować, że silna konkurencja na rynku okazuje się dużą presją dla niektórych dostawców.

Wiadomo, że na rynku polskim spore znaczenie ma kompleksowość dostaw komponentów i ci dystrybutorzy, którzy mają szeroką ofertę, mogą mieć przewagę. Różne wyniki sprzedaży mogą być też echem dawniejszych kłopotów z koniecznością długiego oczekiwania na dostawę, pokłosiem nie najlepszej sytuacji na rynku, a nawet wynikiem pojedynczych wygranych przetargów.

Obiegowe opinie na temat silnej koniunktury potwierdziła redakcyjna ankieta - zgodnie z rysunkiem 2 konkurencja na rynku postrzegana jest jako silna (50%) lub bardzo silna (45%). Tak jednoznacznych wskazań w historii raportów publikowanych w "Elektroniku" chyba jeszcze nie było. Jeśli chodzi o rok 2012, to w chwili pisania tego tekstu (połowa grudnia) firmy nie mają jeszcze danych podsumowujących cały rok.

Stąd ocenę tego okresu przedstawiamy na podstawie ogólnych opinii zebranych w formie wykresu na rysunku 3. Zdaniem dwóch trzecich specjalistów 2012 rok był dla biznesu mikrokontrolerowego dobry, dla co dziesiątej firmy nawet bardzo dobry, ale co trzecia uważa miniony rok za słaby. Czyli jest podobnie jak wcześniej - oceny są różne, czasem nawet skrajnie.

Podobne wnioski płyną z obserwacji zestawienia, jak kształtują się obroty dostawców ze sprzedaży tytułowych produktów. Nie ma w nich dominującej grupy, ale co czwarta firma ma ze sprzedaży ponad 10 mln zł (rys. 4). W porównaniu do innych komponentów to dość dużo, zwłaszcza gdy weźmie się pod uwagę to, że nie wszystkie firmy udostępniły w ankietach tę informację.

Z reguły te duże, działające w skali międzynarodowej, unikają podawania takich danych, stąd można przyjąć, że wartość 24% pokazana na wykresie w praktyce jest jeszcze większa i sięga 28-30%. Udział procentowy mikrokontrolerów w obrotach firm dystrybucyjnych zwykle nie przekracza 35% (rys. 5), ale warto zauważyć, że najwięcej firm wcale nie ma tego wskaźnika na poziomie 0-10% jak w przypadku innych popularnych elementów. Innymi słowy udział mikrokontrolerów w sprzedaży nie jest wcale mały.

Oczekiwania biznesowe i techniczne

Tabela 2. Dane kontaktowe do firm wymienionych w tabeli 1

Klienci kupujący mikrokontrolery oczekują od dostawców przede wszystkim niskich cen i dobrej dostępności (rys. 6). Długie czasy dostaw nie są już aktualnie najbardziej palącym problemem rynku, jak było trzy lata temu, ale widać, że w okresie trudniejszym dla gospodarki producenci elektroniki unikają kupowania na zapas, po to, aby przy wahającym się popycie nie tworzyć sobie dodatkowego ryzyka związanego z utrzymaniem magazynu i raczej wolą kupować komponenty na bieżąco.

Warto zauważyć, że na trzeciej pozycji w liście oczekiwań potrzeb klientów znalazły się kompetencje dostawcy oraz doświadczenie i pomoc, co potwierdza wcześniejsze rozważania na temat znaczenia pomocy technicznej dla dobrej sprzedaży omawianych układów. Znaczenie dostępności układów można było też prześledzić w 2012 roku na przykładzie układów Cortex-M z jednostką koprocesora FPU.

Nie wszyscy producenci, którzy mieli takie mikrokontrolery w katalogach, byli w stanie dostarczać je w ilościach produkcyjnych. Marketing wyprzedził produkcję w pogoni za pierwszeństwem w projektach i konkurencją, pokazując tym samym, że możliwość zrealizowania szybko dostawy do produkcji jest zawsze cenna.

Na podobnym rysunku 7 pokazana została lista popularnych funkcji, parametrów lub zagadnień, które bardziej wiążą się z technicznymi aspektami wykorzystania mikrokontrolerów, oraz jako punkt odniesienia do poprzedniego zestawienia podano niską cenę. Oczywiście wyszło, że tani mikrokontroler jest najlepszy także od strony technicznej, niemniej pomijając ten krajowy wyznacznik, warto zauważyć, jak bardzo duże znaczenie przypisano wbudowanym funkcjom debuggingu i dostępności bezpłatnych narzędzi.

Można te wskazania odczytywać tak, że wiele krajowych firm elektronicznych chce wydać jak najmniej na budowę środowiska pracy projektowej związanej z mikrokontrolerami. Duża liczba czynników zawarta na wykresie jest pośrednio dowodem, że selekcja właściwego układu jest procesem dość złożonym i wymagającym uwagi.

Rys. 10. Wykres chmurkowy najpopularniejszych dostawców krajowych mikrokontrolerów

Kolejne przybliżenie pokazane na rysunku 8 to spojrzenie na oczekiwania klientów w zakresie mikrokontrolerów już w czysto technicznym aspekcie i pod nieco innym kątem. Wynika z niego, że klienci chcą traktować mikrokontroler jak układ, w którym skupi się całość projektowanej aplikacji, stąd duże znaczenie bogactwa układów peryferyjnych.

Znaczenie zgodności programowej i pinowej zawsze było w omawianych układach duże i skoro producenci dokładają wysiłków, aby migracja w projektach była możliwa, to jest to wynik tego, że klienci z niej korzystają. Ciekawe jest ponadto zestawienie popularnych architektur mikrokontrolerów na rynku polskim pokazane na rysunku 9.

Poza pierwszą pozycją przypisaną układom Cortex-M reszta odzwierciedla pozycję wielkich producentów, jak Atmel, Microchip, ST i TI. Niemniej dominacja układów ARM jest wyraźna a nawet przytłaczająca. Za najpopularniejszą architekturę uznało ją 95% ankietowanych specjalistów, co można traktować jako pośredni dowód na to, że po krótkiej przerwie rynek mikrokontrolerów ponownie ma lidera determinującego większość relacji.

W porównaniu do podobnego wykresu sprzed trzech lat pozycja układów firmy ARM znacząco się poprawiła, natomiast sentyment do układów z rodziny 8051, wciąż obecny w głowach wielu inżynierów, zmalał o połowę.

Firmy

Rys. 11. Chmurka najpopularniejszych w kraju producentów mikrokontrolerów

Firmy, które nadesłały wypełnione ankiety do tego zestawienia, można pogrupować na kilka wyraźnych grup o podobnym profilu. Pierwszą tworzą dostawcy powiązani umowami dystrybucyjnymi z kilkoma wiodącymi producentami mikrokontrolerów i dla nich produkty te stanowią z pewnością ważną część biznesu.

Są to Arrow, EBV i Future, mające w ofertach wiele linii takich produktów, często wszystkie popularne, Gamma (Microchip), JM elektronik znany na rynku z dostaw układów Atmela i Holteka. Taką firmą jest też Contrans TI, wieloletni partner Texas Instruments w Polsce. Druga grupa dostawców to firmy, które w ofercie mają mikrokontrolery jednego wiodącego producenta plus dodatkowo uzupełniają ich sprzedaż produktami oferowanymi niezależnie, bez umów.

Przykładem mogą być TME powiązane z Microchipem lub Masters oferujący produkty ST Microelectronics. Trzecia grupa dostawców łączy firmy powiązane umowami z mniej popularnymi producentami mikrokontrolerów, jak Marthel (Nuvoton Technology), Glyn i MSC (Renesas), Payda (Energy Micro) oraz WG Electronics (Silicon Labs).

Ankiety nadesłało też wiele firm sprzedających tytułowe układy niezależnie, bez umów i autoryzacji, jak Elhurt, Micros, Elfa Distrelec, Semics lub Propox. Osobną kategorię tworzą przedsiębiorstwa, które sprzedają oprogramowanie, programatory i sprzęt uruchomieniowy do projektów. Takie oferty mają WG Electronics, Kamami i RK-System, w części także Propox.

Na rysunku 10 pokazujemy wykres chmurkowy zawierający krajowych dostawców mikrokontrolerów, którzy w redakcyjnej ankiecie zostali wskazani jako firmy o znaczącej pozycji na rynku, takie przedsiębiorstwa, dla których mikrokontrolery są ważną częścią biznesu. W tym typie zestawienia, im dana nazwa pojawia się częściej w ankiecie, tym pisana jest większą czcionką.

Wykres nie wyłania jednego zdecydowanego lidera, dla którego reszta stanowi tło, raczej wskazuje grupę czołowych dostawców o mniej więcej wyrównanych pozycjach. Oznacza to, że rynek oceniany jest jako mało rozproszony, taki gdzie zasadniczy nurt sprzedaży tworzy kilka firm dystrybucyjnych.

Oczywiście wszystkie marki zawarte na rysunku 10 są doskonale znane. Ostatni wykres 11 to analogiczne zestawienie wiodących producentów omawianych układów w Polsce. Tu także na wykresie pojawiły się znane marki, za numer jeden uznano ST Microelectronics, a odrobinę słabiej, ale nadal bardzo silnie Atmel, Microchip i TI.

Wybierz dostawcę na podstawie tabeli

Tabela 3. Plan raportów "Elektronika" na najbliższe miesiące

Zestawienie dostawców pokazane w tabeli zbiorczej skupia się na dokładnym scharakteryzowaniu potencjału poszczególnych firm handlowych oraz jest próbą oceny ich kompetencji w zakresie technicznym. W świetle przedstawionych rozważań takie ujęcie tematu wydaje się dzisiaj znacznie ważniejsze od przyglądania się ofercie i szczegółom technicznym poszczególnych produktów.

Ogólnie mikrokontrolerów nie da się scharakteryzować w czytelnej i kompaktowej formie publikacji, tak samo niemożliwe jest uchwycenie szczegółów poszczególnych architektur. Rynek tych produktów jest zbyt szeroki. W tabelach koncentrujemy się na dostawcach, wierząc, że dobra i kompetentna firma jest w stanie zapewnić klientom więcej wiedzy niż najdokładniejszy opis i tabela.

Kluczem do rynku mikrokontrolerów wydaje się nie tylko dobra oferta handlowa, ale także to, czy inżynier konstruktor znajdzie wspólny język z dostawcą. Dlatego pytania w ankietach kierowane były tak, aby uwypuklić to, z iloma osobami można dyskutować i na jakie tematy. Taki wybór wynika także stąd, że obecnie trudno oprzeć się wrażeniu, iż dzisiejszy rynek dystrybucji jest do siebie podobny.

Firmy handlowe powtarzają mantrę o wysokiej jakości podzespołów, bliskich relacjach z klientami, o pomocy technicznej i wsparciu, 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, umocowanie z producentem.

Robert Magdziak

Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym
przeprowadzonym wśród firm handlowych oferujących mikrokontrolery i narzędzia projektowe w Polsce.