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为物联网选择正确的微控制器的提示

微控制器提供了其他处理器的优势,包括IOT部署,包括高效的能源使用。了解微控制器选择的市场和标准。

微控制器是物联网部署中最常用的组件之一,但为每个物联网项目选择正确的微控制器需要一些考虑。

这种小型集成电路通常包括一个处理器、内存、输入和输出外设——所有这些都包含在一个芯片上。它专门用于控制有限的功能——通常只是一种操作,比如调节一个设备中的机电系统的操作。的单片机设计执行一个特定的任务,然后它被嵌入到一个系统中,在这个系统中它永远运行那个功能。

具有包含的微控制器单元(MCU)随机存储器、只读存储器外围设备可独立运行。独立运营,尤其是在结合其较小的规模时,使其自然适合物联网部署。它还具有能源效率,这意味着它具有较低的运营成本,可以支持扩展机动性和远程部署。它的软件控制架构使其敏捷。

“当你想到物联网中的所有智能事物、小工具和设备时,你实际上是在谈论微控制器的世界。在很多情况下,微控制器是这些小型设备的大脑,它们通常对处理响应、电池寿命或传感器数据收集有非常特殊的要求,”VDC Research物联网和工业技术执行副总裁克里斯托弗·隆美尔(Christopher Rommel)说。

克里斯托弗·隆美尔克里斯托弗·隆美尔

对物联网微控制器的需求不断增长

根据2020年2月的数据,2019年的微控制器出货量超过300亿台报告来自Grand View Research。该研究公司表示,多功能设备(如车辆、机器人、医疗设备、移动无线电和家用电器)中嵌入式控制系统的需求增加推动了市场的发展。

Grand View Research预计,2019年全球微控制器市场规模为208.2亿美元,到2027年将达到477.4亿美元,未来7年的复合年增长率预计为10.8%。该公司将这一增长归因于自动化和人工智能在汽车和工业领域的应用不断增加。

“微控制器是物联网市场上应用最广泛的处理器类型之一。事实上,物联网/嵌入式应用中使用的mcu数量是cpu数量的85倍以上。

凯文Eichhorst凯文Eichhorst

物联网微控制器的功能

微控制器为物联网带来智能,物联网连接产品和服务提供商Digi International无线设计服务部门的高级首席解决方案架构师凯文·艾霍斯特(Kevin Eichhorst)说。

考虑到传感器的使用确定坦克是否为空,完整或某个地方。传感器可以进行测量,但无线电集成的微控制器必须使测量值并将信息引导回到中心点,例如监控站。

米罗斯拉夫·Ryba米罗斯拉夫·Ryba

“微控制器通过实现解决方案流程的自主执行,在边缘采取协调决策,将自动化进行自动化到IOT解决方案网络的分布式分布式。

然而,并非所有物联网部署都使用mcu。有些使用cpu、现场可编程门阵列、特定应用集成电路或gpu。更大的物联网技术,比如网关和边缘服务器,需要较少的专门计算,并经常使用cpu提供更多的性能和支持更通用的软件和操作系统堆栈。

Rommel说:“然而,即使在那些情况下,当物联网设备可能使用另一种类型的处理器作为系统的主要计算单元,mcu通常仍然可以用于更复杂设计的子系统和外围计算。”“它们能够解决实时、基于传感器的冗余需求,这使得它们成为许多项目的明确选择。”

选择微控制器的标准

选择一个单片机

有许多物联网微控制器制造商、产品类型(包括8位、16位和32位)和用例进一步细分了市场,这使得选择标准成为物联网设计的重要组成部分。

Ryba说:“[物联网微控制器]组件的核心因素定义规范将是用例本身,它定义了一组所需的功能和非功能特征。”

企业技术政策以及市场和政府法规也应影响选择决策。专家表示,评选标准包括:

  • 功能性和非功能性使用适用性;
  • 支持和发展因素;
  • 运营成本;
  • 环境、健康和安全风险,以及相关的缓解成本;和
  • 网络安全风险敞口。

物联网工程师也应该考虑微控制器接口Eichhorst说,此外,mcu的内存大小、速度和功耗也很重要。例如,工程师可能需要知道微控制器是否集成了蓝牙。

[物联网微控制器]组件的核心因素定义规范将是用例本身,它定义了一组所需的功能和非功能特征。
米罗斯拉夫·Ryba全球物联网领导者,安永

艾霍斯特表示,工程师应该考虑外部因素,比如微控制器是否会成为极端温度或条件下物联网部署的一部分。例如,用于空间系统的微控制器必须是防辐射的。

专家们还强调,在为物联网项目选择合适的微控制器时,需要广泛的思考。

隆美尔说:“至关重要的是,工程组织现在在考虑他们的MCU选择时,考虑速度和馈电,而不是专注于MCU对整个设备设计和部署生命周期的影响。”“特别值得注意的是MCU供应商应该给软件开发过程带来的价值,因为后者对于物联网设备功能和差异化的重要性。”

隆美尔的公司调查了工程师在选择处理器时什么对他们来说是最重要的,发现越来越多的人引用了软件和工具相关的标准。

“除了获得一套集成软件和开发解决方案来帮助加速开发的重要性日益增长之外,在选择MCU时,考虑设计的其他独特要求通常也很重要。”在工业领域,长生命周期支持非常重要,任何电池供电设备的功耗考虑也非常重要。”

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