雖然幾年前微控制器系統設計實踐開始轉向32位器件，但物聯網（IoT）應用中不復雜電路和瘦客戶端的主導地位可能會使8位MCU市場保持健康增長路徑。這將增加汽車，工業和商業應用中已經健康的8位市場，到目前為止尚未轉向32位指令集設備。從市場份額的角度來看，設計毫無疑問據英國市場研究公司IC Insights稱，全球正朝著32位MCU發展。 2013年，32位MCU出貨量增長了約20％，而4/8位MCU出貨量增長了約6％，16位MCU出貨量增長了9％。盡管32位設計日益普及，但4/8位和16位MCU的單位體積仍然較大，如圖1所示。

圖1：繼續增長適用于8位MCU。 （由IC Insights提供）

32位計算的增長歸因于幾個因素，包括單位成本的趨勢，在某些情況下，這些因素與較小位寬的MCU競爭。從技術角度來看，32位流行度是由于其擴展的內存要求，本機32位數學運算和高級外設。

當不需要這些功能時，選擇32位MCU的情況大大削弱了這些應用領域是IoT。

IoT示例

在智能家居應用中管理單個傳感器或一小組傳感器（例如恒溫器或監控門是打開還是關閉）這已成定局 - 需要從性能角度來看，只有8位MCU。然而，一旦將數據傳送到網關設備，安全性，隱私和計算要求 - 以及C語言編碼的優勢 - 經常將應用程序放在32位空間中。

同樣，任何可穿戴健康設備例如可以在藥房或其他零售店購買的血壓袖帶或血糖儀，將有一個8位MCU管理傳感器。如果必須通過網關傳輸數據，則可以包括32位MCU。在工業和商業應用中也是如此。簡而言之，對設計進行分區可以節省成本，設計時間和功耗，并使設計更容易升級到下一代。

遺憾的是，并非所有產品都受益于設計分區的優勢，因為一些設計人員幾乎會自動為物聯網連接系統的每個部分選擇32位MCU。他們相信其擴展的內存要求，本機32位數學和高級外設始終是一個優勢。這些決定通?；谡`解可能導致次優決策的一些誤解包括：

8位架構遭受低代碼密度的影響。僅當設計人員要求MCU進行32位數學運算時才會出現這種情況?？刂茟贸绦颍ɡ缧遁d主處理器）不會受到低密度的影響。由于8位MCU的開銷代碼非常少，因此控制類型功能的總代碼密度高于32位MCU上實現的等效功能。

32位定價與8位定價相當。實際上，32位MCU的制造工藝縮減與芯片總面積和成本并不像DRAM（或8位MCU）那樣具有相同的線性關系。這是因為與相同工藝幾何中的8位解決方案相比，32位架構和外設具有比8位架構更高的門數，并且消耗更多的硅面積。移動到較小的工藝幾何尺寸會縮小數字部分（大約是典型32位MCU的一半）。因此，遷移到新的流程節點無法節省成本。在流程節點的最初幾年 - 當需求量很大并且產量較低時，每個設備的成本實際上會增加。

32位執行總是比8位快。雖然32位MCU以更高的時鐘速率運行，但它們的架構（分層以便于編碼）在只處理幾個位時會受到阻礙。對于簡單的控制應用，8位MCU更具確定性并且性能更好。

優化MCU

具有8位產品線的硅供應商增加了一些功能，可以消除32位的任何感知邊緣MCU可能位于物聯網系統的外圍。這通常采用集成模擬外設的形式。一個例子是電容式觸摸。

雖然物聯網應用通常被認為是機器對機器（M2M）交互，但人機界面（HMI）也起著重要作用。手持式，人工操作的工業設備，玩具，游戲機和遙控器，以及洗衣機，烘干機，烤箱和洗碗機等白色家電的控制面板現在都提供物聯網尺寸。

電容式觸摸是一個突出的HMI實現技術。通過將10位ADC，電壓基準，電荷定時電容集成到數字轉換器以及8位MCU中的溫度傳感器，可以以最佳成本實現電容感應功能。

Silicon Labs的F97x MCU系列提供了該技術的領先示例。 C8051F970-A-GM具有亞微安（《1μA）觸摸喚醒平均電流，16位分辨率和100：1動態范圍，可支持按鈕，滑塊，滾輪和電容式接近感應多達43個通道和多種掃描模式。圖2是C8051F97XX Silicon Labs 8位MCU系列的通用框圖。

圖2：模擬外設使電容式感應變得輕而易舉對于8位MCU。

另一家將電容式感應外設集成到其8位芯片中的MCU供應商是Microchip Technology。其PIC10F204系列包括PIC10F204T-I/OT。與基于8051的Silicon Labs芯片不同，它采用RISC架構，只有33個單字單周期（1μs）指令，除了程序分支，需要兩個周期。

不同的電容式觸摸應用方法 - 仍在使用8位MCU - 提供與通用MCU配合使用的軟件和輔助硬件，以創建電容傳感系統。 Atmel公司的QTouch庫幫助設計人員將電容式觸摸按鈕，滑塊和滾輪功能實現到其通用的8位AVR MCU中，例如ATTINY5-TSHR。

每個設備的QTouch庫文件，支持不同數量的觸摸通道，實現觸摸應用的靈活性和效率。通過選擇支持所需通道數的庫文件，開發人員可以使用更少的RAM實現更緊湊，更高效的代碼。

電機控制

模擬外設使8位MCU成為物聯網應用的理想選擇是電機控制。

在智能家居，商用HVAC系統和一些工業網絡中，遠程控制無刷直流電機的價值越來越多地應用于物聯網應用空間。在該M2M應用中，選擇何時使用8位MCU的過程再次是分區問題。在這些相對簡單的應用中，只需旋轉電機就不需要太多的計算能力。

Silicon Labs的C8051F850-C-GM說明了創新設計將8位MCU提升到新水平的電機控制性能的程度。 Silicon Labs芯片設計人員開始使用高速8051內核，可實現更精細的脈沖寬度調制（PWM），增強的電機控制效率以及為各種電機速度執行更復雜算法的能力。

F85x/6x系列MCU還支持三個獨立的高分辨率PWM通道，具有內置過流保護/故障檢測功能，專門針對電機控制和電源應用。還集成了12位多通道模數轉換器（ADC），兩個具有可編程遲滯和響應時間的模擬比較器，以及精確的內部電壓基準。

結論

盡管趨向于32-位MCU正在削減4位，8位和16位MCU的市場份額，舊的芯片在幾個市場仍然很強大，物聯網應用很可能從8位芯片中受益。雖然一些MCU供應商實際上已經放棄了舊架構，但有些人正在以有趣的方式調整它們，以提供比32位競爭對手更好的性能和功能。有利于這些優勢，有時會被忽視，因為沒有理由32-位MCU不能配置相同的模擬外設 - 而MCU供應商就是這樣做的。為了識別8位MCU的優勢，設計工程師應該對其系統進行分區，并在外圍尋找8位器件實際提供更好性能的位置。

傳感器管理和電機控制是物聯網應用中的好例子空間。在許多情況下，它們不需要32位設備的三個核心功能。對于MCU位于外圍的汽車和工業應用也是如此。