e絡(luò)盟社區(qū)致力于服務(wù)設(shè)計(jì)工程師已有8年時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)，技術(shù)不斷發(fā)展，32位架構(gòu)上市，使得工程師能夠前所未有地推進(jìn)其設(shè)計(jì)，我們也得以親眼見證了微控制器市場(chǎng)的發(fā)展變化。
在全世界每天使用的數(shù)十億件嵌入式設(shè)備中，許多仍然采用傳統(tǒng)的8位和16位微控制器。很多嵌入工程師是跟著這些較老的架構(gòu)一起成長(zhǎng)起來的，這些架構(gòu)成本低、功耗低而且十分簡(jiǎn)單，即使32位設(shè)備發(fā)展迅猛也沒有妨礙它們的受歡迎程度。但是，32位設(shè)備聲望漸隆，我們有必要對(duì)這個(gè)新架構(gòu)的差異、優(yōu)勢(shì)和機(jī)遇進(jìn)行詳細(xì)說明。
現(xiàn)在，每個(gè)新項(xiàng)目都需要先回答下列問題：繼續(xù)采用8位架構(gòu)會(huì)錯(cuò)過什么?32位架構(gòu)能夠提供什么?32位設(shè)備目前占據(jù)著嵌入式MCU銷售的領(lǐng)先地位，我們是否應(yīng)該立即采取行動(dòng)以避免落后?
幸運(yùn)的是，我們的行業(yè)創(chuàng)新永無止境。有了Freescale?(飛思卡爾)、Atmel?、NXP?及其它設(shè)備所采用的ARM? Cortex?- M0+等內(nèi)核，32位處理器就能夠媲美傳統(tǒng)8/16位MCU的實(shí)力，同時(shí)還能夠提供眾多的優(yōu)勢(shì)，讓升級(jí)變得極具吸引力。Cortex-M0+內(nèi)核為轉(zhuǎn)換而生，它的32位功能可將項(xiàng)目提升到一個(gè)全新的高度。
為什么要向32位轉(zhuǎn)換?
如果你問學(xué)工程的新生為什么要從8位向32位轉(zhuǎn)換，那么你可能會(huì)得到這么一個(gè)明確的答案：32位是8位的4倍，位越高當(dāng)然越好!實(shí)際上事情并非那么簡(jiǎn)單，不過32位MCU十分重要自有其很多令人信服的理由，即使對(duì)于 “傳統(tǒng)的”8位和16位項(xiàng)目來說也是如此。
· 提高性能：向32位內(nèi)核轉(zhuǎn)換之后，相對(duì)于目前使用的8位和16位架構(gòu)來說，每MHz性能可以提高2-40倍。你可以獲得更快的32位數(shù)學(xué)運(yùn)算處理速度，以及單周期32位乘法運(yùn)算。而且，你還可以獲得單周期IO，用于位拆裂和軟件協(xié)議仿真。
所有這些功能開啟了全新的可能性，涉及軟件堆棧(USB、藍(lán)牙等)、RTOS、高級(jí)UI等等，而且還剩余充足的處理能力用于應(yīng)用軟件的自定義功能。
· 提高能源效率：Cortex-M0+內(nèi)核效率極高，其Coremark/mA較8位或16位競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)品高達(dá)2倍。嵌入式系統(tǒng)結(jié)合這種強(qiáng)大的Cortex-M0+內(nèi)核，可以更快地完成任務(wù)并返回睡眠模式，從而節(jié)省能源。
即使睡眠模式也能夠很好地節(jié)省功耗：在飛思卡爾Kinetis? L 系列產(chǎn)品上進(jìn)入9種模式中的最深度睡眠模式時(shí)，其功耗低至<1uA。而且，由于Kinetis系列產(chǎn)品上的外圍模塊采用智能設(shè)計(jì)，因此你可以在不喚醒內(nèi)核的情況下做更多的事情，從而進(jìn)一步節(jié)省功耗。
· 提高代碼密度：似乎違反直覺的是，使用32位處理器將導(dǎo)致代碼長(zhǎng)度減小。不過，Cortex-M0+內(nèi)核使用Thumb-2指令，其中許多指令僅占用16位閃存。而且請(qǐng)記住，8位處理器上的許多指令實(shí)際長(zhǎng)于8位。此外，視具體應(yīng)用而定，8位指令的多個(gè)字節(jié)可以用32位MCU的一個(gè)指令取代，就像下面的16位乘法運(yùn)算一樣。
結(jié)果顯示，向使用Thumb-2指令的32位架構(gòu)轉(zhuǎn)換，可以極大地提高代碼密度。
