Wydajność czy niski pobór mocy
Mówiąc ogólnie, duża wydajność mikrokontrolerów jest w sprzeczności z niskim poborem mocy. Ale ostatnio na rynku pojawiły się mikrokontrolery, które mają dwa rdzenie - jeden wydajny, a drugi energooszczędny, co pozwala programiście używać ich w zależności od tego, co jest potrzebne w danej chwili. To przykład wyłomu w tej ogólnej regule.
Nowe technologie pozwalają na usypianie działania procesora i szybkie wybudzanie, automatyczne dopasowanie wydajności do realizowanych zadań, skalowanie napięcia zasilania i inne podobne techniki. Są układy z autonomicznie działającymi układami peryferyjnymi, które mogą samodzielnie wymieniać dane bez udziału procesora.
W zakresie niskiego poboru mocy producenci z pewnością nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa, wraz z kolejnymi rekordami można liczyć na wzrost popularności zasilania energią wolnodostępną (energy harvesting), przed którą widać wielki potencjał i która powinna być głównym źródłem zasilającym dla aplikacji elektroniki noszonej (wearables).
Na razie producenci mikrokontrolerów starają się łagodzić niedogodności związane z zawieraniem kompromisu między dużą wydajnością a małym poborem mocy poprzez rozbudowę chipów. Dwa mikrokontrolery w jednej strukturze są pomysłową koncepcją, która pojawiła się w rodzinie STM32, ale też można ją dostrzec w wielu układach SoC, gdzie z reguły jest kilka rdzeni: aplikacyjny, komunikacyjny itd.
Ewolucja, a nie rewolucja
W zakresie popularnych mikrokontrolerów, technologii i rozwiązań w ostatnich latach nie pojawiły się jakieś przełomowe koncepcje. Rynek jest zdominowany przez architekturę ARM Cortex-M, która stale wzbogaca się o nowe wersje, zarówno takie, gdzie nacisk położono na wydajność, jak i te koncentrujące się na zagadnieniach energooszczędności.
Na rynku pojawiają się też często jednostki specjalizowane jako systemy na krzemie (SoC). Najczęściej dotyczy to integracji mikrokontrolera i układu radiowego, rzadziej z FPGA lub obwodami audio. SoC-e to korzystne rozwiązania, które są implementowane m.in. w urządzeniach medycznych, systemach oświetleniowych, grach elektronicznych oraz IoT. Za ich pomocą można zamknąć całą warstwę sprzętową aplikacji w jednym układzie, stąd tam, gdzie liczy się cena, miniaturyzacja, jest to korzystny wybór.
Oprócz nowoczesnych, bogato wyposażonych i wydajnych mikrokontrolerów 32-bitowych, 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.
Do wielu zastosowań i aplikacji 8 bitów całkowicie wystarcza, a przy niskich cenach takich jednostek, zaczynających się od ułamka dolara za sztukę, wykorzystuje się je jako proste układy czasowo-logiczne. Na rynku zawsze będzie popyt na proste i ekonomiczne rozwiązania i wydaje się, że pozycja takich budżetowych jednostek nie jest zagrożona.
Ogromna funkcjonalność za grosze
Mikrokontrolery są coraz tańsze, co może niekoniecznie widać w cenach bezwzględnych, ale z pewnością daje się dostrzec pod względem stosunku ceny do możliwości (wydajność, pamięć, układy peryferyjne).
Projektanci przez cały czas szukają też oszczędności na najdroższych układach stosowanych w modułach elektronicznych, stąd wynika prawdopodobnie zapotrzebowanie na tanie mikrokontrolery, które nie muszą być uniwersalne. To zapewne też przyczyna, dla której jednostki 8-bitowe cały czas znajdują chętnych, bo takiego mikrokontrolera opłaca się użyć nawet do prostych funkcji logicznych.
Kolejną odsłonę możliwości integracji i obniżki cen przynoszą układy SoC (system na krzemie) zawierające w jednym chipie praktycznie całą aplikację (procesor, pamięć, komunikację). Funkcjonalność, jaką dostaje się za symbolicznego dolara, jest bardzo duża i niemożliwa do osiągnięcia w jakimkolwiek innym rozwiązaniu bazującym na elementach dyskretnych. Dlatego perspektywy dla tego obszary rynku są znakomite.
Jak wybrać kompetentnego dostawcę?
Z uwagi na szerokość asortymentu w zakresie mikrokontrolerów towarzysząca raportowi tabela przeglądowa koncentruje się na prezentacji potencjału poszczególnych firm oraz ocenie ich kompetencji technicznych, a nie na produktach. Uchwycenie szczegółów poszczególnych rodzin, rdzeni, w formie niewielkiej tabeli jest niewykonalne, dlatego skupiamy się na dostawcach, wierząc, że dobry i kompetentny dystrybutor jest w stanie zapewnić klientom większą pomoc niż najdokładniejsza tabela.
Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym przeprowadzonym wśród firm handlowych oferujących mikrokontrolery w Polsce.