與高端處理器令人眩目並可資炫耀的能力進展相比，低端處理器默默的、漸進式的改進似乎顯得相對黯然。例如，在Microchip技術公司最近的PIC 8位微處理器系列中，8引腳的PIC12F519和14引腳的PIC16F526都帶有64字節的片上閃存數據存儲器。增加這個特性可能算不上重大的技術躍進，但它卻代表了8位處理器持續改進的趨勢，不斷累積的改進最終也會帶來重要影響。

“8位器件的歷史一直是一種漸進式改進的歷史。” Microchip公司產品營銷應用經理Sanie Duvenhage指出，“它們變得更緊湊、成本更低，容量和靈活性都一步步地顯著提高。”

東芝(美國)公司業務開發經理David Chen同意這種看法。“用戶現在期望以相同或更低的價格得到集成度更高、具有更多特性和外圍電路、且速度更快的產品。”他指出。由於有這樣的需求，8位微處理器目前普遍包含串行和並行數字I/O、A/D和D/A轉換器、定時器、振盪器、非揮發性存儲器及許多其它功能。

然而，為滿足各種不同的應用需求，現有產品的具體功能配置差別很大。Microchip公司的Duvenhage指出，“高端處理器的型號開發通常以一些大型應用系統為目標，而8位產品的應用較為零散，且是一個橫向的市場。”Microchip曾透露其近6萬用戶的前十位佔有率不到其業務的10%。

其結果之一是，在內存、外圍設備、I/O和系統功能方面，所有現有的微處理器系列都存在不同配置。像意法半導體等廠商，其產品目錄中久包括數百種8位MCU。

結果之二是基於8位微處理器的產品家族繁盛。據Gartner Dataquest資料，按數量計算8位器件佔據處理器市場的一半以上。這個優勢地位似乎將會持續，而且實際可能還在強化，由於系統特性更多且價格更低，8位微處理器在需求增長方面領先於16和32位微處理器。

這個結果似乎是違反直覺的，因為高性能產品的成本下降理論上應該引發從8位器件向上遷移。在一些情況下，這樣的遷移已經發生。TI公司MSP430 16位MCU小組的營銷經理Kevin Belnap指出，“性能在某種程度上定義了8位和16位市場之間的分界線。”Belnap指出，在一些應用系統中，不斷提高的性能要求產生了對雙精度計算或16位模擬的需求，與此同時，16位MCU成本也在隨著半導體工藝的一代代更新而下降。

開發新的應用領域

然而，工藝進步降低了16位器件成本，同時也在提升8位處理器的性能。另外，架構的改進也支撐起更強大的性能。例如，東芝去年推出了基於具有一個時鐘內運行一條指令能力的TLCS-870/C1內核的8位MCU系列。與每條指令4個時鐘周期的架構相比，該架構改變意味著重大的性能提升。這樣的進步有助於8位MCU在許多應用中保持其獨佔地位。

集成度的提高是8位MCU在一些以前使用ASIC、可編程邏輯或非電子方法的應用中具有吸引力的另一個因素。由於8位MCU價格不過幾毛錢，目前在電池充電器、電動牙刷、咖啡機、家用驗孕工具、玩具甚至煙花中都已包含了MCU。

復雜系統也能利用8位MCU來實現一些簡單的功能。例如，Microchip的Duvenhage就表示，在一些需要可配置時延的應用中，工程師們在使用6引腳的MCU來控制復位電路，其原因僅僅是因為它們易於配置且更便宜。同較大MCU能夠佔領的應用相比，8位MCU新開發的應用在以相同或更快的速度增長。“這形成了得失相抵的動態平衡，”Duvenhage說，“整個市場是穩定的，而且，將在長時間內保持穩定。”

總成本方程

價格是8位器件奪取新應用領域的殺手□。“8位領域最關鍵的是成本，”東芝的Chen說，“為保持競爭力，需要非常小心地給這些控制器定價。”

但僅僅器件價格低還不夠，Chen補充說。制造商們需要考慮用戶的總成本，包括MCU在其它方面可以實現的任何節省。例如，在MCU中包含開機復位電路可以省去幾個外部器件，用戶在做決策時會考慮這樣的好處。

為充分利用合理組配帶來的整體優勢，東芝等一些大型公司把營銷重點放在能夠以組合價格向用戶提供一攬子交易的應用，把MCU和其它系統元件包括在內。Microchip等其它公司則致力於在保持低價格的同時提供盡可能多的片上功能。

幾乎所有的8位制造商都在設法解決的另一個成本要素是用戶的開發成本。低成本和易用的工具及廣泛的應用支持目前是各家制造商的MCU產品的努力標準。應用支持有助於解決8位產品的多樣化問題。“我們常常需要在用戶的設計過程中手把手地指導，”Chen說，“所以我們專注於那些我們有專業經驗的細分領域。”

他補充說，每家8位制造商都需要有良好的用戶針對性，而且每家制造商都有強項和弱項，這使得各家制造商及其產品存在巨大差異。“每家公司都有自己的專長領域，所提供的產品必須‘恰如其分地’體現自己的專長，”他說。

盡管如此，一個整合階段可能已經來臨。那些對架構和技術沒有進行持續升級的制造商可能最終會失去自己的市場。

“16和32位器件的價格在非常快速地下降。”Chen說，“許多制造商在技術上已經落在後面。目前正在投入資金的公司將在未來的5到10年內取得好的業績，而那些把8位MCU作為搖錢樹的公司將被擠掉。”

圖：Microchip公司的新型8位處理器加入了64字節的閃存，折射了MCU漸進式改進的趨勢

特約技術編輯

Richard A. Quinnell