8位、16位、32位MCU該如何選擇
[導(dǎo)讀]當(dāng)我們說一個(gè)單片機(jī)是8位或32位的時(shí)候到底是指什么意思呢？其實(shí)這些數(shù)指的是處理器寄存器的大小或?qū)挾?。一個(gè)8位單片機(jī)寄存器，一個(gè)處理器的基本內(nèi)存單元是8位寬。在被算術(shù)邏輯單元（ALU）操作之前寄存器從RAM內(nèi)存取出數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。因此，較大的寄存器意味著是我們可以操作大量的數(shù)據(jù)以減少...
當(dāng)我們說一個(gè)單片機(jī)是8位或32位的時(shí)候到底是指什么意思呢？
其實(shí)這些數(shù)指的是處理器寄存器的大小或?qū)挾?。一個(gè)8位單片機(jī)寄存器，一個(gè)處理器的基本內(nèi)存單元是8位寬。在被算術(shù)邏輯單元（ALU）操作之前寄存器從RAM內(nèi)存取出數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。因此，較大的寄存器意味著是我們可以操作大量的數(shù)據(jù)以減少時(shí)鐘周期。一般來說，更大的寄存器給我們帶來更好的計(jì)算性能，這就是為什么筆記本電腦和智能手機(jī)的中央處理單元（CPU）使用64位的架構(gòu)。
那從8位轉(zhuǎn)換位32位究竟有什么優(yōu)勢呢？如何來權(quán)衡？要很好地理解技術(shù)和您的應(yīng)用程序以確保您做出正確的設(shè)計(jì)決策。更多的內(nèi)存：32位架構(gòu)意味著你直接訪問4Gb的內(nèi)存空間而不需要采取特殊的技術(shù)，如內(nèi)存分頁。處理能力：新架構(gòu)主要受益于更快的時(shí)鐘和每個(gè)時(shí)鐘周期增加的計(jì)算能力。平均來說，這意味通過32位架構(gòu)可以處理更多的吞吐量以實(shí)現(xiàn)90到100 MIPS；而8位單片機(jī)最大只能達(dá)到大約25到30 MIPS。能耗效率：32位架構(gòu)往往利用新的電路結(jié)構(gòu)和制造工藝，因此，他們必須在較低工作電壓下來減少晶體管漏電流。如此換來的是能耗效率處理能力的提高。這就意味著，如果你想設(shè)計(jì)一個(gè)東西一枚硬幣電池就能運(yùn)行幾個(gè)月，那么一個(gè)32位架構(gòu)芯片可能不是最好的選擇。相反，8位系統(tǒng)因采用較大的工藝尺寸而且要在5 V電壓下工作，因此適合噪聲環(huán)境下的應(yīng)用。成本：32位平臺(tái)與8位相比通常貴在功能相似的地方（如內(nèi)存數(shù)量和外圍組件）。盡管一個(gè)成本差別不是那么大了，但它確實(shí)是存在，當(dāng)產(chǎn)品量大了其差距就很明顯了。封裝大小：8位單片機(jī)可以應(yīng)用在一些很小的封裝；有些僅有6針。但微小的封裝使得外部設(shè)備沒有很多I ／ O可以進(jìn)行處理。開發(fā)易用性：在這里需要您了解自己的應(yīng)用程序。制造商首先傾向于將新的和更高級(jí)的功能添加到他們的32位架構(gòu)。先進(jìn)的機(jī)載設(shè)備，先進(jìn)的I ／ O功能，并在32位系統(tǒng)上增加內(nèi)存，這樣可以很方便如果應(yīng)用程序需要他們，盡管他們?yōu)榇鷥r(jià)來編碼簡單。更高級(jí)的功能可以導(dǎo)致不同的時(shí)鐘速度，需要調(diào)整更多的配置寄存器來設(shè)置等等。相反，8位系統(tǒng)相對(duì)而言往往是簡單和容易的代碼。如果您的應(yīng)用程序不需要高級(jí)特性，實(shí)際上可以堅(jiān)持使用一個(gè)8位架構(gòu)。8位和32位架構(gòu)往往利用C語言編譯器，盡管許多開發(fā)人員更喜歡在8位平臺(tái)上使用匯編語言。32位開源平臺(tái)過去十年，隨著流行開源硬件（OSHW）的增增長，許多平臺(tái)開發(fā)人員選擇了8位架構(gòu)，原因是基于成本以及DIP封裝（許多流行的8位單片機(jī)都使用這個(gè)）變的更加用戶友好。（很多32位架構(gòu)是non－DIP包如表貼封裝（SMD），這意味著要應(yīng)用于機(jī)器。在PCB上手工焊接是非常難的，當(dāng)然更不適合面包板比如PDIP。球柵陣列（BGA）封裝的確是不適合焊接。唉，這些小封裝使老式原型手工焊更難。不過，今天的重心是將OSHW只是一個(gè)教育平臺(tái)逐漸變成為一個(gè)原型平臺(tái)甚至消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品平臺(tái)。因此，基于32位系統(tǒng)的計(jì)算和低功耗性能越來越變成理想的“創(chuàng)客神器”，希望從原型到生產(chǎn)一次搞定。此外，基于32位的芯片系統(tǒng)（SoC）平臺(tái)變得更便宜，集成更實(shí)用的功能（如藍(lán)牙低能量，WiFi和NFC）和變得更容易使用，制造商無疑將繼續(xù)生產(chǎn)這些低成本開源開發(fā)板。其目的就是簡單地了解工作和能夠微調(diào)每個(gè)配置寄存器設(shè)置以使性能最大化，大多數(shù)廠商都愿意做這個(gè)事情。毫無疑問，原來越多人會(huì)選擇32位嵌入式平臺(tái)的。正因?yàn)槿绱?，他們也要求更高的?jì)算機(jī)架構(gòu)。雖然他們可能永遠(yuǎn)不會(huì)完全侵占8位MCU市場，但未來確實(shí)是屬于32位平臺(tái)。不可避免的是，隨著成本下降和更能處理復(fù)雜性需求，“連接所有”將由32位平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)而不是8位平臺(tái)。END加OFweek電子工程交流群，客服微信：hjw20140314投稿爆料，采訪需求請(qǐng)發(fā)送郵箱：luoxiangyang@ofweek.com
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