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微控制器单元(MCU)变革了吗?

2024-12-18

在历史上,MCU主要服务于一些特定领域,如汽车发动机控制和家用电器的智能管理。其架构相对简洁明了:包括8位处理器、内存、外设、定时器和计数器等核心组件。一个发起者,几个目标,通过交叉开关互连即可轻松实现其功能。设计支持团队通常会为这种互连构建自己的生成器,以满足特定需求。甚至有少数团队构建了自己的网络芯片(NoC)生成器,以处理更复杂的系统互连问题。

随着技术的发展和市场需求的变化,即使是传统的内部发电机也面临新的挑战。竞争和监管要求的增加,以及对可扩展性的期望,都对MCU提出了更高的要求。人工智能技术的普及,使得MCU在智能传感领域扮演着越来越重要的角色。智能家居、汽车、城市、工厂的自动化需求日益增长,这都要求MCU具备通信支持的智能功能。同时,安全性和保障性也成为设计MCU时必须考虑的重要因素,而所有这些功能的实现,都必须在非常有限的成本和单位电力消耗下进行。对于计划部署数千台设备的城市和工厂而言,他们期望的MCU单价最多在几美元左右,且维护成本更低。

为了满足这些日益增长的需求,MCU正在不断进化;现在,MCU与系统级芯片(SoC)之间的界限变得模糊不清。MCU的应用范围已经远远超出了SoC,从复杂设备到简单设备都有其身影。简单MCU在成本比添加功能更重要的场合仍有其用武之地(例如简单的玩具或基本的家用恒温器),但无论这个界限在哪里,都必须在片上支持更多功能,而这必然需要网络芯片(NoC)连接。

那么,是什么促使了MCU系列中较简单的部分发生改变呢?部分原因是为了降低功耗。即使在没有数据传输的情况下,网络也会消耗电力。当我们在最小化端点IP中的功耗时,这一事实很容易被忽视。除非我们使用支持网络内功率域切换和动态电压频率调整(DVFS)的NoC网络,否则仅此功率组件就可能成为一个重要的开销。

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