8- और 16-बिट माइक्रोकंट्रोलर का स्थान क्या है? 32-बिट को क्यों नहीं लिया गया?

9

32-बिट माइक्रोकंट्रोलर्स के चयन के लिए लागत और प्रदर्शन के बीच व्यापार बंद के संदर्भ में वास्तविक कटऑफ बिंदु क्या है?

दूसरे शब्दों में, एआरएम आर्किटेक्चर के उदय और वर्चस्व के साथ, हम अभी भी 8-बिट और 16-बिट माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग क्यों कर रहे हैं? क्या वे अभी भी बहुत सस्ते हैं?

मैं समझता हूं कि बहुत कम अंत वाले उपकरणों को बड़े और अधिक जटिल आर्किटेक्चर द्वारा प्रस्तावित संसाधनों की आवश्यकता नहीं है। हालाँकि, यदि वास्तविक लागत उसी सीमा तक परिवर्तित होती प्रतीत होती है, तब भी उनका उपयोग करने के लिए वास्तविक प्रेरणा क्या है?

microcontroller arm cost

— ब्रूनो मोरिस
स्रोत

1

बिजली की खपत?

— लियोन हेलर

7

सबसे सस्ता 32-बिट yC डिगाइकी पर मैं देख रहा हूं कि $ 0.64 है, सबसे सस्ता 8-बिट $ 0.35 है। यदि आप एक बड़ी कंपनी हैं जो एक लाख सरल विजेट बनाने जा रही है, तो यह एक बहुत बड़ा अंतर है।

— शमूएल

@ लॉनहेलर पहली नजर में मैं सहमत हूं, लेकिन प्रस्तावित उत्तर की टिप्पणियों में मेरे द्वारा किए गए बिंदु को देखें।

— ब्रूनो मोरिस

2

DigiKey पर भी थोक मूल्य निर्धारण को देखते हुए एक शानदार गाइड नहीं है, छोटे कम-शक्ति एम्बेडेड अनुप्रयोगों में ठीक से छोटे माइक्रो के लिए जो बड़े पैमाने पर उत्पादित किए जा रहे हैं, कोई भी उन्हें DigiKey से खरीद नहीं रहा है और संभावना है कि वे मरने के लिए खरीद रहे हैं न कि नीचे छड़ी करने के लिए एक बोर्ड पर मिलाप करने के लिए एक चिप पैकेज। 8-बिट माइक्रो हमेशा छोटा, सरल होगा, इसलिए समतुल्य निर्माण के 32-बिट की तुलना में सस्ती और कम शक्ति वाला होगा। हां, मार्जिन कई लोगों के लिए महत्वहीनता की ओर बढ़ रहा है, लेकिन बड़े पैमाने पर यहां तक कि बचाए गए एक पैसे का 1/10 वां हिस्सा भी इसके लायक है।

— जॉन यू

यहाँ एक प्रासंगिक लेख है जो मुझे इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन की वेबसाइट पर आया है: 8 बिट या 32 बिट? अपने अगले डिज़ाइन का MCU चुनना

— गर्थ विल्सन

17

शायद एक साल पहले, कम अंत 8-बिटर्स और सबसे सस्ता 32-बिट माइक्रोकंट्रोलर्स के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर था। मामला कोई और नहीं।

डिजी-की थोक मूल्य निर्धारण के आधार पर, आप SOT-23-6 पैकेज में 2500 मात्रा में 35i के लिए 8-बिट PIC10F200 प्राप्त कर सकते हैं । आपको SOIC-8 पैकेज में 2500ȼ में 36ȼ के लिए 32-बिट CY8C4013SXI-400 (ARM Cortex-M0) मिलता है । (डिजी-की थोक मूल्य निर्धारण वास्तव में निर्माताओं द्वारा भुगतान किए जाने के संदर्भ में वास्तविक नहीं है, जो शायद बहुत कम है, लेकिन मुझे लगता है कि यह समान मात्रा के लिए विभिन्न उत्पादों के बीच किसी न किसी मूल्य निर्धारण की तुलना में उपयोग करने के लिए वैध है।)

इसलिए ओपी सही है, वे जुट रहे हैं।

तो 32-बिट चिप्स का अधिक उपयोग क्यों नहीं किया जा रहा है? जैसा कि मैंने अपने पहले पैराग्राफ में कहा था, यह मूल्य बिंदु और आकार समता केवल पिछले वर्ष या 18 महीनों में हुआ था। और प्रतिस्पर्धी होने के लिए पर्याप्त चिप्स होने से पहले उन्हें अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है।

की 6875 एआरएम डिजी-कुंजी से उपलब्ध चिप्स, देखते हैं केवल चार एक डॉलर के नीचे मात्रा मूल्य निर्धारण के साथ स्टॉक में। चार । इस बीच इंजीनियरों के लिए चुनने के लिए एक डॉलर के तहत सैकड़ों 8-बिट चिप्स हैं।

लेकिन बता दें कि कम से कम कुछ दर्जन कम-अंत 32-बिट माइक्रो उपलब्ध थे। क्या वे स्वतः ही 8-बिट्स पर ले जाएंगे?

सबसे पहले आपको इंजीनियरों को उनसे अवगत कराना होगा। परिवर्तन के लिए हमेशा बहुत प्रतिरोध करना पड़ता है। सीखने की नई चीजें - एक हार्डवेयर दृष्टिकोण से, एक सर्किट में नई चिप को शामिल करना सीखना। नए प्रोग्राम हैं, जैसे इन-सर्किट प्रोग्रामर, नए कंपाइलर आदि। फ़र्मवेयर इंजीनियरों के लिए, बाह्य उपकरणों और टाइमर के एक नए सेट का उपयोग करना सीखना (ज्यादातर रजिस्टर लेआउट और बिट अर्थ)।

32-बिट अच्छा है और वह सब है, लेकिन जब तक किसी को बहुत भारी गणना करने की आवश्यकता नहीं है, तब तक क्या है? यदि आपके पास केवल चार GPIO पिन हैं, तो उन्हें 32-बिट रजिस्टर के रूप में आंतरिक रूप से एक्सेस करना 8-बिट रजिस्टर का उपयोग करने पर कोई लाभ नहीं देता है।

मुझे लगता है कि बिजली की खपत हमेशा 8-बिट माइक्रो के पक्ष में होने वाली है।

उदाहरण के लिए, PIC10F200 में 4 MHz और 2v पर चलने वाले 175 atA और 100 NA स्लीप मोड में हैं। CY8C4013SXI-400 में लगभग 800 MA चल रहा है जो @ 4MHz और 2v और 1 uA स्लीप मोड में चल रहा है। (CY8C4013SXI के लिए डेटाशीट में 4 मेगाहर्ट्ज या 2v के लिए नंबर नहीं थे, इसलिए मुझे कुछ अनुमान लगाना था - डेटशीट कहती है कि इसमें 2 एमए @ 6 मेगाहर्ट्ज और 3.3v ड्रॉ है।)

इसलिए एआरएम जागते समय 4.5 गुना अधिक और सोते समय 10 बार खींचता है। बहुत कुछ नहीं लगता है, लेकिन 3 महीने या एक साल के लिए सिक्का सेल पर चलने के बीच इसका अंतर है। (मुझे लगता है कि दोनों माइक्रोकंट्रोलर ज्यादातर टाइमिंग कर रहे हैं, बंदरगाहों को अपडेट कर रहे हैं और वास्तविक भारी गणना नहीं कर रहे हैं। यदि उत्तरार्द्ध की स्थिति है, और 8-बिट माइक्रो को विस्तारित अवधि के लिए मल्टी-बाइट अंकगणित करना पड़ता है। समय के साथ, यह अपना कुछ लाभ खो देता है।)

यह दिलचस्प है कि एआरएम 8-कड़वे के रूप में लगभग चार गुना अधिक खींचता है, और इसके बदले में आंतरिक रजिस्टरों और डेटा पथ हैं जो चार गुना चौड़े हैं। मुझे नहीं लगता कि यह एक संयोग है। CMOS के लिए, बिजली की खपत लगभग ट्रांजिस्टर की संख्या के लिए आनुपातिक है, और एआरएम जाहिर तौर पर निष्पादित अनुदेश के अनुसार बहुत अधिक कर रहा है।

चूंकि एआरएम विक्रेता कम-एंड चिप्स लाते हैं, मुझे आश्चर्य नहीं होगा कि माइक्रोचिप जैसे विक्रेताओं ने अपनी कीमतों को और भी अधिक गिरा दिया। किसी भी मामले में, कीमतों में कम या ज्यादा समान, समान आकार के पैकेज के साथ, लेकिन बहुत कम 32-बिट चिप्स से चुना गया है, मुझे लगता है कि 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर अभी भी थोड़ी देर के लिए होने जा रहे हैं - विशेष रूप से इसलिए क्योंकि आप हजारों इंजीनियरों को उनसे परिचित कराया।

— tcrosley
स्रोत

स्लीप मोड लागू होने के साथ बिजली की खपत के लिए, आपको कोड दक्षता पर भी विचार करना होगा। यदि MCU एक ट्रिगर से उठता है, तो कुछ कोड निष्पादित करता है और वापस सो जाता है, काम खत्म करने के लिए घड़ी की टिक की संख्या काफी प्रासंगिक होगी। मुझे लगता है कि MCU की वर्तमान खपत का अधिकांश भाग पूर्ण गति से चलने वाले दोलक से आता है। एक 32 कड़वे के रूप में एक ही काम करने के लिए, एक 8 कड़वा को संभवतः लगभग पांच गुना अधिक चक्रों की आवश्यकता होगी, सिर्फ इसलिए कि वे साधारण अंकगणित करते हुए भी आमतौर पर कम कोड प्रभावी होते हैं।

— लंडिन

(और ऐसा इसलिए नहीं है क्योंकि उनके पास 8 बिट डेटा बस है, बल्कि मुख्यतः क्योंकि बाजार के सभी मुख्यधारा के 8-बिटर्स में 70 और 80 के दशक के प्राचीन सीपीयू कोर डिजाइन हैं।)

— लुंडिन

1

@ लुंडिन मैं अपने जवाब में यह कहता हूं - अगर 8-कड़वे को ISR में बहुत सारे फैंसी गणित करना पड़ता है, तो फिर भी इसका कुछ फायदा होता है। लेकिन अगर यह सिर्फ कुछ झंडे स्थापित कर रहा है, या एक रजिस्टर को अपडेट कर रहा है, तो यह अधिक कुशल होगा।

— tcrosley

5

तीन मुख्य बिंदु:

कीमत
आकार
बिजली की खपत

५० of जब आप १०,००० चिप्स ऑर्डर कर रहे हैं तो बहुत पैसा है। इससे भी अधिक जब आप 100,000 चिप्स ऑर्डर कर रहे हैं।

आप 32 बिट चिप्स की तुलना में काफी कम 8 बिट चिप्स प्राप्त कर सकते हैं, जैसे कि PIC10 जो कि SOT23-6 पैकेज में उपलब्ध है।

32-बिट चिप्स, क्योंकि वे आम तौर पर तेजी से देखे जाते हैं, और अधिक करते हैं, थोड़ा 8-बिट चिप की तुलना में बहुत अधिक शक्ति का उपभोग करते हैं। बैटरी तेजी से निकलती है, बिजली प्रणालियों को अधिक वर्तमान (और इसलिए अधिक महंगा), आदि प्रदान करना पड़ता है।

आखिरकार, आप अगले दरवाजे पर एक कप चीनी लेने के लिए एक गुड़ क्यों खरीदेंगे?

— Majenko
स्रोत

2

बस एक ही निर्माता से दो चिप्स की तुलना करें - उदाहरण के लिए माइक्रोचिप से PIC18F25K20 और PIC32MX250F512। दोनों आधुनिक एम.सी.यू. दोनों datasheets Idd बनाम घड़ी की गति है। 8 बिट का ग्राफ 5mA पर सबसे ऊपर है, 32-बिट का टॉप 20mA पर है। यदि आप इसके बारे में सोचते हैं, तो एक 8 बिट ऑपरेशन 8 latches के लिए कुछ करेगा - एक 32 बिट 32 latches के समान (या समतुल्य) करेगा। कि 4 बार latches कि हेरफेर किया जाना है, तो 4x ठेठ वर्तमान खपत।

— मजेंको

2

32 बिट के लिए निष्क्रिय वर्तमान ~ 0.5mA और 7mA के बीच है। निष्क्रिय करंट के लिए 8 बिट का ग्राफ µA पैमाने पर मापा जाता है और 7µA पर सबसे ऊपर होता है - जब सामान्य कमरे के तापमान पर चल रहा है तो मात्र 4 atA ...!

— मजेंको

3

कुछ डेटाशीट्स खोदें और अपने लिए देखें।

— मैजेंको

2

यह मानते हुए कि सभी चिप प्रसंस्करण कर रही है। चीजें समय लेती हैं जो चिप की गति पर निर्भर नहीं होती हैं, जैसे कि बाहरी सेंसर से डेटा पढ़ना, आदि। 80 मेगाहर्ट्ज 32-बिट सीपीयू 100KHz I2C डिवाइस को 16MHz 8 बिट सीपीयू की तुलना में किसी भी तेजी से पढ़ने नहीं जा रहा है।

— मैजेंको

3

विरासत सॉफ़्टवेयर (विशेष रूप से प्रमाणन की आवश्यकता वाली प्रणालियों के लिए) और डेवलपर की परिचितता, परिधीय / RAM / फ्लैश घटक चयन (उच्च प्रदर्शन प्रोसेसर के साथ एक माइक्रोकंट्रोलर डिज़ाइन) मेमोरी के लिए अधिक चिप क्षेत्र का उपयोग करेगा; कॉर्टेक्स-एम के साथ 256 बाइट्स रैम मत भूलना। लगता है किसी भी समय जल्द ही), और पैकेज / वोल्टेज विकल्प नहीं है। एक अच्छे उत्तर में यह भी बताया जाना चाहिए कि 16-बिट बाजार बेहतर (और अधिक आधुनिक 8-बिट आईएसए जैसे एवीआर) क्यों नहीं कर रहा है और 4-बिट बाजार बहुत ही विवश क्यों है (घड़ियों और क्या है?)।

— पॉल ए। क्लेटन

2

व्यावसायिक उत्पादों के लिए मैंने जो यूसी एप्लिकेशन विकसित किए हैं, वे लगभग 8 बिट्स से बड़े डेटा साइज़ को कभी संभाल नहीं पाए हैं; तो भी अगर 32-बिटर्स की कीमत 8-बिटर्स के समान थी, तब भी कोई लाभ नहीं होगा। जैसा कि किसी और ने कहा, हम परिचित के लिए जाते हैं, इसलिए हम इसे अधिक तेज़ी से पंच कर सकते हैं। पिछले एक मैंने जो विकसित किया था, वह PIC16 को धक्का देने के लिए मैं हर तरह से सीमा के लिए इस्तेमाल किया गया था - लेकिन यह डेटा आकार के कारण नहीं था। अगर मैं ऐसा कुछ और करता हूं, तो मुझे वास्तव में एआरएम सीखना चाहिए।

— गर्थ विल्सन
स्रोत

मुझे लगता है कि अधिकांश छोटे-माइक्रो अनुप्रयोगों के लिए सबसे बड़ा आवश्यक डेटा आकार 16 बिट्स या शायद 24 होगा। अधिकांश अनुप्रयोगों को 8 बिट्स से अधिक की चीजों के साथ बहुत कुछ करने की आवश्यकता नहीं होगी, लेकिन उन्हें कुछ करने की आवश्यकता होगी। दूसरी ओर, लगभग हर 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर (अगर बिल्कुल नहीं है) में कैरी फ्लैग होता है, जो 16-बिट (या इससे भी बड़ा) प्रदर्शन करने के लिए ऑपरेशन के अनुक्रम का उपयोग करना संभव बनाता है।

— सुपरकाट

2

मुझे उम्मीद है कि एआरएम चिप्स अधिकांश कार्यों को संभालेंगे जहां कुछ "कंप्यूटर" की तरह व्यवहार करता है। दूसरी ओर, बहुत से 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर्स को उन चीजों को करने की आदत होती है जो अपेक्षाकृत सरल प्रोग्रामेबल लॉजिक डिवाइस या मध्यम संख्या में गेट्स के साथ की जा सकती हैं, लेकिन वास्तव में सस्ता और / या कम करंट ड्रॉ के साथ किया जा सकता है। सरल 8-बिट माइक्रो। अधिक जटिल अनुप्रयोगों को डिजाइन करते समय अक्सर 8-बिट वाले की तुलना में 32-बिट माइक्रो का उपयोग करना आसान होता है, लेकिन अगर एक चिप का पूरा उद्देश्य होता है, जैसे एक निश्चित इनपुट को देखना और बहस करना, और अगर यह उच्च हो जाता है, तो 200 का उत्पादन शुरू करें 1ms के अंतराल पर एक निश्चित आउटपुट पर दालें, फिर 100 में 2ms के अंतराल पर, फिर 100 पर 3ms पर, फिर 100ms के लिए रुकें, और यह करते रहें कि जब तक इनपुट कम न हो जाए, तब तक के लिए कोड को डिज़ाइन करना वास्तव में आसान हो सकता है।32-बिट वाले की तुलना में 8-बिट माइक्रो पर। 8-बिट और 32-बिट माइक्रो के बीच लागत अंतर अब कई मामलों में पर्याप्त नहीं हो सकता है कि 8-बिट माइक्रो में एक प्रोजेक्ट "फिट" बनाने के लिए अतिरिक्त इंजीनियरिंग प्रयास खर्च को सही ठहराने के लिए, लेकिन उन मामलों में जहां एक 32-बिट हिस्सा नहीं होगा किसी भी इंजीनियरिंग प्रयास को बचाने के लिए एक पैसा भी अतिरिक्त खर्च करने का कोई कारण नहीं है।

— supercat
स्रोत

मैं सहमत हूं, लेकिन ध्यान दिलाता हूं कि दो टूलचिन्स के साथ प्रवीणता बनाए रखने और रहने के लिए स्वयं का इंजीनियरिंग प्रयास शामिल है।

— स्कॉट सीडमैन

2

@ScottSeidman: सच है। दूसरी ओर, यह भी ध्यान देने योग्य बात हो सकती है कि कुछ 8-बिट माइक्रोज़ पावर-अप पर लगभग तुरंत कोड चलाना शुरू कर सकते हैं, जबकि 32-बिट माइक्रोज़ मैंने देखा है कि इसमें थोड़ा अधिक समय लगेगा।

— 20

मुझे आश्चर्य है कि अगर हम कभी भी एआरएम लाइसेंस को 8-बिट प्लेटफॉर्म से देखेंगे। एआरएम कार्यान्वयन की कुछ अद्भुत विशेषताएं हैं, जैसे कि पूरे बाह्य उपकरणों और busses को बस घड़ी नहीं करने की क्षमता है, जो कि सिपिंग पावर के मामले में अन्य प्लेटफार्मों के आसपास 8-बिट एआरएमएस रन रिंग बनाना चाहिए। यदि mfct के CMSIS अनुरूप पुस्तकालय बनाते हैं, तो मुझे लगता है कि वे अंततः बड़े खिलाड़ियों को मिटा देंगे।

— स्कॉट सीडमैन

@ScottSeidman: वास्तव में, मैं जो देखना चाहूंगा वह डिजाइन होगा जिसमें बाह्य उपकरणों का समय-संवेदनशील भाग हो सकता है (जैसे टाइमर, बॉड-रेट जनरेटर, आदि) एक निरंतर समय आधार के साथ चलते हैं जो सीपीयू की गति से स्वतंत्र है , लेकिन मैंने ऐसी अवधारणा के लिए केवल न्यूनतम समर्थन देखा है। यह सिलिकॉन में कठोर नहीं होगा, लेकिन मुझे लगता है कि संश्लेषण उपकरण में इस तरह की चीजों को कुशलता से करने की क्षमता की कमी होती है।

— सुपरकैट

@supercat मैं अन्य माइक्रोकंट्रोलर्स के बारे में निश्चित नहीं हूं, लेकिन PIC32 में एक परिधीय बस घड़ी की अवधारणा है जिसे मुख्य घड़ी से अलग घड़ी की गति तक सेट किया जा सकता है। तो आप सीपीयू की गति को बदल सकते हैं, उदाहरण के लिए बिजली बचाने के लिए, और फिर भी एक ही पीबी घड़ी रखें ताकि आपको अपने सभी परिधीय बॉड दरों आदि को फिर से शुरू न करना

— पड़े

1

जबकि मैं मानता हूं कि सीपीयू लागत और बिजली की खपत प्रमुख कारण हैं, एक और विचार जिसे मैंने अभी तक यहां सूचीबद्ध नहीं देखा है वह है पीसीबी स्पेस। कई प्रकार के एम्बेडेड सिस्टम के लिए, जैसे कि, कहते हैं, एक इलेक्ट्रॉनिक बाथरूम स्केल, बहुत सारे I / O की आवश्यकता नहीं है, बड़े बस आकार के लिए कोई लाभ नहीं है और तेजी से प्रसंस्करण के लिए कोई लाभ नहीं है। हालाँकि, वहाँ हैकम पिन वाले छोटे पैकेज का लाभ क्योंकि यह एक मुद्रित सर्किट बोर्ड के लेआउट और मार्ग को सरल और अक्सर छोटा बनाता है। यदि एक बोर्ड को 4-लेयर बोर्ड के बजाय 2-परत बोर्ड के रूप में डिज़ाइन किया जा सकता है, तो काफी लागत बचत होती है, और छोटे पिन मायने रखता है जो अक्सर 8-बिट प्रोसेसर के साथ आते हैं जो उस बचत को 32 से अधिक आसानी से सुलभ करते हैं- बिट प्रोसेसर जिसमें आमतौर पर अधिक पिन होते हैं और शारीरिक रूप से बड़े पैकेज होते हैं।

— एडवर्ड
स्रोत

आपको लगता है कि यह एक 2 1/2 वर्ष पुराना प्रश्न है, है ना?

— ओलिन लेट्रोप

@Olin देखने का एक और बिंदु चोट नहीं करता है।

— m.Alin

@ ओलिनथ्रोप: हां, मेरा 8-बिट सीपीयू संचालित घड़ी / कैलेंडर ठीक काम कर रहा है। :)

— एडवर्ड

0

8 बिट दुनिया के भीतर भी, नए प्रकारों को पुराने प्रकारों के पक्ष में लेने के लिए बहुत लंबे समय से जाना जाता है - देखें MCS51 अभी भी अपने niches में जीवित है और MCS48 अभी भी अप्रत्याशित स्थानों में पाया जा रहा है।

कई मामलों में, परिवर्तन नहीं होता है क्योंकि यह कोई अतिरिक्त मूल्य नहीं लाता है, और एक नई तकनीक सीखने की लागत के साथ आता है जो अभी तक रहने के लिए साबित नहीं हुआ है और / या अभी भी एक चलती लक्ष्य होने की उम्मीद है (जो बनाता है) यह उन लोगों के लिए दिलचस्प है जो एमसीयू तकनीक पर ध्यान केंद्रित करना चाहते हैं, लेकिन उन लोगों को परेशान करते हैं जो अपने आवेदन पर ध्यान केंद्रित करना चाहते हैं और इस साल के एआरएम विंटेज को अनुकूलित करने के लिए उत्पादन सॉफ्टवेयर को लगातार ठीक करना और पुन: बेचना नहीं चाहते हैं!)। कुछ के लिए, एक घटक जो अब विकसित नहीं है, वह अप्रचलित है, दूसरों के लिए यह अंततः स्थिर हो गया है , और जबकि इसे कीड़े को अंतर्ग्रहण करने के लिए वर्कआर्ड की आवश्यकता हो सकती है, यह कम से कम इन के लिए एक स्थिर मंच प्रदान करता है। लावा का प्रवाह हमेशा एंटीपैटर्न नहीं होता है, जिसके टूटने की संभावना होती है - पहाड़ों को बनाये रखने की प्रवृत्ति ... च।

— rackandboneman
स्रोत