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微控制器單元(MCU)變革了嗎?

在歷史上,MCU主要服務(wù)于一些特定領(lǐng)域,如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制和家用電器的智能管理。其架構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)潔明了:包括8位處理器、內(nèi)存、外設(shè)、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等核心組件。一個(gè)發(fā)起者,幾個(gè)目標(biāo),通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)互連即可輕松實(shí)現(xiàn)其功能。設(shè)計(jì)支持團(tuán)隊(duì)通常會(huì)為這種互連構(gòu)建自己的生成器,以滿(mǎn)足特定需求。甚至有少數(shù)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了自己的網(wǎng)絡(luò)芯片(NoC)生成器,以處理更復(fù)雜的系統(tǒng)互連問(wèn)題。

隨著技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的變化,即使是傳統(tǒng)的內(nèi)部發(fā)電機(jī)也面臨新的挑戰(zhàn)。競(jìng)爭(zhēng)和監(jiān)管要求的增加,以及對(duì)可擴(kuò)展性的期望,都對(duì)MCU提出了更高的要求。人工智能技術(shù)的普及,使得MCU在智能傳感領(lǐng)域扮演著越來(lái)越重要的角色。智能家居、汽車(chē)、城市、工廠的自動(dòng)化需求日益增長(zhǎng),這都要求MCU具備通信支持的智能功能。同時(shí),安全性和保障性也成為設(shè)計(jì)MCU時(shí)必須考慮的重要因素,而所有這些功能的實(shí)現(xiàn),都必須在非常有限的成本和單位電力消耗下進(jìn)行。對(duì)于計(jì)劃部署數(shù)千臺(tái)設(shè)備的城市和工廠而言,他們期望的MCU單價(jià)最多在幾美元左右,且維護(hù)成本更低。

為了滿(mǎn)足這些日益增長(zhǎng)的需求,MCU正在不斷進(jìn)化;現(xiàn)在,MCU與系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)之間的界限變得模糊不清。MCU的應(yīng)用范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了SoC,從復(fù)雜設(shè)備到簡(jiǎn)單設(shè)備都有其身影。簡(jiǎn)單MCU在成本比添加功能更重要的場(chǎng)合仍有其用武之地(例如簡(jiǎn)單的玩具或基本的家用恒溫器),但無(wú)論這個(gè)界限在哪里,都必須在片上支持更多功能,而這必然需要網(wǎng)絡(luò)芯片(NoC)連接。

那么,是什么促使了MCU系列中較簡(jiǎn)單的部分發(fā)生改變呢?部分原因是為了降低功耗。即使在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下,網(wǎng)絡(luò)也會(huì)消耗電力。當(dāng)我們?cè)谧钚』它c(diǎn)IP中的功耗時(shí),這一事實(shí)很容易被忽視。除非我們使用支持網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功率域切換和動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整(DVFS)的NoC網(wǎng)絡(luò),否則僅此功率組件就可能成為一個(gè)重要的開(kāi)銷(xiāo)。

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