組み込みマイクロコントローラの世界は移行期にあります。長年にわたり、8ビットMCUは広く採用され、多数の既存の設計とアプリケーションが生まれましたが、導入以来、多くの変化がありました。
かつては唯一の標準であった8ビットは、32ビット マイクロコントローラの追加のために移行する必要が生じました。32ビットMCUは設計者に新たな可能性をもたらしました。表面的には、32ビットMCUはより高い処理能力を備えており、新しい潜在的な機能を追加する機能を提供します。通常、32ビット部品では、より大きなピン数のオプションとより大きなメモリも利用できます。32ビットMCUのレジスタが大きいと、数学演算が簡素化されますが、開発、コード、ツールの複雑さは増します。しかし、他の新しいツールと同様に、トレードオフが存在します。開発者が32ビットMCUに取り組むほど、8ビットMCUの特定の側面がより魅力的に見えるようになりました。
32ビット コードは8ビット コードよりも大きく複雑になる可能性があり、必要な命令の量が増えるため、より多くのオンボード メモリが必要になることがよくあります。32ビットMCUを搭載したより複雑なデバイスをサポートするには、ますます複雑なコンパイラと開発ツールが必要になります。32ビットの強化された機能はプログラマーにとって利用可能ですが、それは、プログラマーが、メモリとI/Oの進歩を完全に活用するために必要な複数の命令シーケンスをコーディングできる場合に限られます。32ビット開発ボードは、より複雑な部品を搭載できる機能が豊富にあるのは事実ですが、通常はより高価でもあります。
一方、8ビット プロセッサは使いやすいことが多く、その設計、アプリケーション、コードは広範囲にわたって文書化され、図解されています。8ビットMCUの背後にある膨大な既存知識により、推測作業が大幅に削減され、開発がスピードアップします。
さらに、8ビット部品では通常、アクティブ電力使用量を削減できるため、バッテリー寿命が長くなり、プロジェクト全体の電力使用量が削減され、コストが削減されます。 したがって、32ビットの利点にもかかわらず、一部の組み込み設計者がさまざまなアプリケーションで8ビットに目を向けている理由は容易に理解できます。
マイクロチップの8ビット コア独立周辺装置 (CIP) の利点
Microchip社は、最新の組み込みアプリケーションのニーズに合わせて8ビットMCUの機能を拡張するコア独立周辺機器 (CIP) を開発してきました。 CIPは、8ビットPIC MCUコアを囲むインテリジェントな周辺ブロックであり、MCUのコア プロセッサに負担をかけずに機能を拡張できます。これらの周辺機器は、追加のコードや外部コンポーネントの必要性を排除することでシステムの複雑さを軽減するように設計されています。コアから独立した周辺機器は、タイミングが重要でコアを集中的に使用する機能をCPUからオフロードすることで、CPUがシステム内の他の重要なタスクに集中できるようにします。CIPは、設計エクスペリエンスを簡素化し、メモリ要件を削減しながら、一般的な8ビットMCUが提供できるものをはるかに超えるシステム パフォーマンスを実現します。
以下は、コアから独立した周辺機器の主なカテゴリのリストです。スタンドアロンで使用したり、相互に組み合わせて目的の機能を作成したりできる周辺機器が20種類以上あります。
CIPは柔軟性、相互接続性、低消費電力を備えているため、スイッチング電源からIoTアプリケーションまで、8ビットPIC MCUを幅広いアプリケーションに適合させることができます。これに加えて、CIPはMicrochipのMPAB Code Configurator (MCC) プラグインを使用してグラフィカルに設定できるという事実を考えると、迅速なイノベーションの舞台が整っている理由は簡単にわかります。さらに、LCDコントロール、タッチ センシング、イーサネット通信などのソフトウェア ライブラリも、数回クリックするだけで利用できます。
CIPによって複雑さが軽減される例を次に示します。図Aは、設計にCIPが組み込まれていない場合の、電流モード制御を備えた昇圧レギュレータに必要なソフトウェアおよびハードウェア コンポーネントを示しています。図Bは、チップ上のCIPの結果として、より簡素化されたボードを示しています。
図A:
結局のところ、組み込み設計者はプロジェクトのパラメータを慎重に検討する必要があります。コストに関係なく最高のパフォーマンスを得ることが本当にシステムに必要なのでしょうか、それとも効率的かつコスト効率よく作業を完了できるソリューションを作成したほうがよいのでしょうか?
32ビットMCUには多くの機能があります。実際、多くの場合、アプリケーションに実際に必要な機能よりもはるかに多くの機能を備えている可能性があります。アプリケーションが本当に32ビットのパワーを必要とするかどうかに関係なく、32ビットのパワーを使用することは、フェラーリで街角の店に行くようなものです。フェラーリで目的地に到着することはできますが、より効率的で経済的な方法があるかもしれません。8ビット システムは設計効率の利点をもたらします。8ビットMCUは過去のものになるどころか、特にMicrochip CIPの追加により、今も活気に満ちています。
システムが8ビットMCUで問題なく動作する場合 (Microchip CIPを追加することで、さらに多くのシステムが問題なく動作するようになります)、8ビットが提供できる既存の専門知識、広範な知識ライブラリ、および膨大な製品ベースを放棄する必要はありません。