logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Czemu 8-bitowe mikrokontrolery nie chcą wymrzeć?

ghost666 23 Cze 2022 07:36 6102 43
  • Czemu 8-bitowe mikrokontrolery nie chcą wymrzeć?
    Rys.1. Dane historyczne i prognozy
    rynkowe dla mikrokontrolerów.
    Branża mikrokontrolerów to dziwny sektor... W 2021 roku rozdysponowano ich ponad 29 miliardów z przychodami na poziomie 18,5 miliarda dolarów. Szybka matematyka pokazuje, że średnia cena sprzedaży wynosiła około 0,64 USD. Wydaje się, że to niedużo, a wręcz bardzo mało, szczególnie biorąc pod uwagę, że prawie każde webinarium, artykuł i firma reklamują najnowszy 32-bitowy mikrokontroler z wieloma rdzeniami, zabezpieczeniami i możliwością uruchamiania wnioskowania z wykorzystaniem algorytmów uczenia maszynowego. Więc, co i jak dokładnie się tutaj dzieje?

    Przeczesując Internet w poszukiwaniu danych od analityków dotyczących branży, można znaleźć kilka ciekawych wykresów, które pomagają w wyjaśnieniu tej sytuacji. Po pierwsze, rysunek 2 przedstawia historyczny i prognozowany diagram wielkości rynku mikrokontrolerów w Ameryce Północnej, według szerokości szyny procesora. Trzeba zauważyć, że chociaż branża rozwija się w tempie około 10% CAGR, niekoniecznie jest zdominowana przez najnowsze i najlepsze 32-bitowe jednostki. Ponadto wydaje się, że wzrost sektora jest powodowany przez przestrzeń zajmowaną przez układy 8- i 16-bitowe.

    Czemu 8-bitowe mikrokontrolery nie chcą wymrzeć?
    Rys.2. Branża szybko się rozwija, a 8-bitowe mikrokontrolery dotrzymują jej kroku.


    Można by pomyśleć, że na rynku nie może być jeszcze tylu 8-bitowych jednostek... Jednakże szybkie spojrzenie na stronę internetową Mousera ujawnia coś ciekawego. Po pierwsze, na całym świecie jest obecnie możliwych do uzyskania około 50 000 różnych typów mikrokontrolerów. (Liczba ta różni się nieznacznie w zależności od wyszukiwania dostawców, ale jest ważna dla mikrokontrolerów dostępnych dla nowych projektów). Oczywiście, wspominając o powyższym mamy na myśli to, że są one produkowane, niekoniecznie osiągalne do zakupu od ręki.

    Po drugie, podział liczby części obecnych w każdej architekturze jest dosyć nieoczekiwany. Dostępnych jest więcej 8-bitowych jednostek (13 928) niż 32-bitowych z rdzeniem ARM (12 335). Można podejrzewać, że rynek tych 8-bitowych jest większy niż 32-bitowy. Z tym że nie jest tak do końca — jeśli dodamy do układów ARM inne, zastrzeżone 32-bitowe rdzenie — suma wyniesie około 21 tysięcy elementów.

    Czemu 8-bitowe mikrokontrolery nie chcą wymrzeć?
    Rys.3. Zrzut ekranu z Mouser pokazujący całkowitą liczbę dostępnych mikrokontrolerów i rozkład ich architektur.


    Dlaczego 8-bitowe mikrokontrolery nie wymierają? Już ponad dziesięć lat temu guru wielu programistów systemów wbudowanych — Jack Ganssle — zadeklarował, że: „8-bitów nie żyje”. Stwierdził też, że: „gdy ceny zaawansowanych procesorów spadają, te na dole również stają się tańsze, co otwiera nowe rynki, na które nigdy nie byłoby stać inteligencji półprzewodników”. Podczas gdy wiele zespołów koncentruje się na najnowocześniejszych rozwiązaniach w danym sektorze, istnieje tyle samo, jeśli nie więcej, możliwości, w których proste i tanie mikrokontrolery pasują do potrzeb!

    W czasie gdy wielu z nas zastanawia się, dlaczego 8-bitowa jednostka nie wymiera, to prawda jest taka, iż najprawdopodobniej dominuje w tej branży! A my jesteśmy zbyt zajęci ściganiem się o najnowsze i najwspanialsze mikrokontrolery lub kupowaniem szumu marketingowego, aby rozpoznać możliwości tych najtańszych, najprostszych wołów pociągowych współczesnej elektroniki systemów wbudowanych.

    Źródło: https://www.embedded.com/why-wont-the-8-bit-microcontroller-die/

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2 20072499
    Janusz_kk
    Poziom 38  
    "Czemu 8-bitowe mikrokontrolery nie chcą wymrzeć?"
    Bo w połowie a nawet więcej zastosowań w zupełności wystarczają?
    Bo 32 bitowce są potrzebne tylko gdzie trzeba dużo grafiki i innych bajerów gdi?
    Bo tam gdzie wystarcza prosta logika 8-bitowce są prostsze do zastosowania i wdrożenia?
  • #3 20072524
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #4 20072592
    kotbury
    specjalista -automatyka bramowa
    A w branży IOT - po co pchać 32 bity do gniazdka sterowanego z sieci albo innej tego typu szpejki "włącz wyłącz?". No może aplikacje netowe oparte na ESP i podobnych potrzebuja 16+bit ale timerki czasowe?
    Chyba dopiero wtedy 32 bity zarządzą, kiedy z racji ujednolicenia procesu produkcji nie będzie oplacało sie podtrzymywać konstrukcji 8-bitówek a 32- bitówki będą tanie jak ziarnka maku....
  • #5 20072617
    Janusz_kk
    Poziom 38  
    kotbury napisał:
    A w branży IOT - po co pchać 32 bity do gniazdka sterowanego z sieci albo innej tego typu szpejki "włącz wyłącz?".

    Ale to są gadżety, świat bez nich się nie zawali, ja piszę o przemyśle, ile tam jest prostych sterowników typu termostaty, wentylator czy podobne, i tam wszędzie spokojnie wystarczają 8 bitowce.
    Podobnie u amatorów, ile jest miejsc gdzie potrzebują więcej niż 8 bitów? bardzo mało, większość arduino to 8 bitowce a i te 32 bitowe płytki też zostały w dużej części ograniczone na proste zastępstwo 8 bitowych.
  • #6 20072648
    speedy9
    Pomocny dla użytkowników
    kotbury napisał:
    Chyba dopiero wtedy 32 bity zarządzą, kiedy z racji ujednolicenia procesu produkcji nie będzie oplacało sie podtrzymywać konstrukcji 8-bitówek a 32- bitówki będą tanie jak ziarnka maku....

    No to trochę będą musiały stanieć, skoro 8-bitowca za 3,3 centa można kupić: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3608103.html#18127408
  • #7 20072720
    sigwa18
    Poziom 43  
    ATiny można wepchnąć wszędzie. Nieraz widziałem zastosowane zamiast np NE555 bo miało większe możliwości lub mniej elementów do aplikacji. Całe tanie zestawy arduino są na 8 bitowcach (Atmega 328p) i większość od tego zaczyna (i z czasem kończy).
  • #8 20072817
    Janusz_kk
    Poziom 38  
    sigwa18 napisał:
    ATiny można wepchnąć wszędzie. Nieraz widziałem zastosowane zamiast np NE555 bo miało większe możliwości lub mniej elementów do aplikacji.

    Sam tak robię, prostsza aplikacja a możliwości więcej i najważniejsze że zmiany robi się w programie a nie na płytce. Szczególnie wygodny jest tu spark na attiny 85.
  • #9 20073064
    khoam
    Poziom 42  
    ghost666 napisał:
    Dlaczego 8-bitowe mikrokontrolery nie wymierają?

    Krótka wersja odpowiedzi: Powodem jest to, że nie wymierają również deweloperzy, którzy potrafią w sposób optymalny wykorzystać możliwości 8-bitowych MCU w biznesie.

    Wersja dłuższa: Każdy MCU jest tyle wart, ile warte jest oprogramowanie napisane na ten MCU. Jeżeli coś się da zrobić na 8-bitowym MCU i klient jest zadowolony z efektu pracy to znaczy, że nie ma potrzeby przenosić oprogramowania na procesory większe, wydajniejsze i ładniejsze. Będzie drożej, a efekt nie do końca przewidywalny. Takie business rules.
  • #10 20073190
    RitterX
    Poziom 39  
    8bit jest dobrze opanowane od strony produkcyjnej i nie wymagają supertechnologii a to ma znaczenie w przodujących krajach III a może teraz już I Świata. Liczba wariacji na temat choćby 8051 z dodanymi A/C, FLASH, RAM i wypasionej wersji liczników jest na Dalekim Wschodzie imponująca. Cena liczona w centach i to dla dzisiejsze inflacji, mała wywrotność i odporność plus przytłaczająca liczba aplikacji gdzie 8.bit wystarczy, nie wyłączając prostego sterowania silnikami indukcyjnymi jest przepisem na sukces. PID na 8.bit też działa :) i to z autotuningiem czyli wersja wypasiona. Obecnie realna dostępność też robi swoje i wydaje się, że 8.bit trzyma się całkiem nieźle.
    Od strony programistycznej to w jakim języku by nie pisać opanowanie powiedzmy 30...50 rejestrów peryferiów jest znacznie łatwiejsze od opanowania ~500 w 32.bit mikrokontrolerze a ludzie, to znaczy studenci, są leniwi :) . Niczego tak nie uwielbiają jak przebijanie się przez meandry logiki rozpisane na 3000 stron głównego manuala i to bez wliczenia dodatkowych materiałów po kilkaset stron każdy gdzie meandry są jeszcze bardziej pokręcone, oczywiście w wersji 32.bit bajki. Gdy tymczasem dokumentację 8bit. można przeczytać w całości w pociągu z Krakowa do Warszawy i na stołecznym peronie wysiąść już ekspertem.
  • #11 20073275
    Macosmail
    Poziom 35  
    8bit wykonany w takiej samej technologii jak 32-bit zawsze będzie tańszy i bardziej energooszczędny, a to są kluczowe często czynniki.
    Aplikacji dla 8-bitowców jest nieskończona liczba. Do kondycjonowania sygnałów z czujników i wysyłania ich po RS-485 czy do obsługi płyty czołowej urządzenia z kilkunastoma przyciskami i wyświetlaczem 8 segmentowym, termostaty, timery, piloty zdalnego sterowania, sterowniki najróżniejszych mechanizmów np. podnoszenie szyb w samochodzie, ekspres do kawy, sprzęt AGD, w przemyśle czujniki i elementy wykonawcze z magistralami modbus wymieniać można w nieskończoność.
    Do prostych zadań typu obsługa kilku przycisków, enkodera, czujnika temperatury i dwóch przekaźników stosować uC 32-bit o mocy obliczeniowej pierwszych Pentium to może, kłócić się z wew. światopoglądem ;-)
    A druga sprawa 8-bit zawsze będzie prostszy w programowaniu. Nie potrzeba jakichś warstw abstrakcji HAL, które nie jedną osobę zniechęciły do 32-bitowców.
  • #12 20073337
    RomanWorkshop
    Poziom 13  
    Mikrokontrolery i procesory 8-bitowe były, są i będą dopóki jest na nie zapotrzebowanie. Tak, jak bramki TTL/CMOS są głównymi elementami do budowy układów logicznych, tak mikrokontrolery 8-bitowe są najprostszymi urządzeniami do przetwarzania podstawowej jednostki informacji, jaką jest bajt. Więc końca mikrokontrolerów nie tylko 8-bitowych, ale ogólnie "bitowych" spodziewam się dopiero wtedy, gdy bity przestaną być powszechnie używaną jednostką zapisu informacji. Może to nastąpić wtedy, gdy obecne procesory zostaną zastąpione przez procesory kwantowe, a więc nie prędko.
  • #14 20073571
    Urgon
    Poziom 38  
    AVE...

    Wiecie, że na rynku są też mikrokontrolery czterobitowe? I też są używane, choćby w szczoteczkach elektrycznych...
  • #15 20073674
    chemik_16
    Poziom 26  
    w sumie to tanie jak tanie, w detalu to takie atmegi są ostatnimi laty droższe niż 32bitowe esp lub stm, o modułach nie wspominając.

    btw, jakie są obecnie najtańsze 8bitowce dostępne na rynku PL (detal) ? te padauk to chyba tylko z chin mozna dostać, a cena wcale nie jest taka wspaniała jak nie bierzemy 10k sztuk ;)
  • #16 20073728
    jarekgol
    Poziom 38  
    RitterX napisał:
    przebijanie się przez meandry logiki rozpisane na 3000 stron głównego manuala i to bez wliczenia dodatkowych materiałów po kilkaset stron każdy
    brzmi jak STM, Kiedyś znałem assemblera do 8051 na pamięć i sporo rejestrów (no bez bitów, ale nazwę i do czego) i dobrze mi było z tym ;) A co do 8bit, jak koledzy piszą, większość urządzeń (patrząc w sztukach) nie potrzebuje więcej.
  • #17 20073775
    adambyw
    Moderator Akustyka
    To tak jak by pisać że era tranzystorów się skończyła, bo przecież mamy układy scalone.
  • #18 20073788
    Janusz_kk
    Poziom 38  
    chemik_16 napisał:
    najtańsze 8bitowce dostępne na rynku PL (detal) ?

    Attiny, za najtańszy 2,32zł a bardzie sensowny w SO-8 za 2,82 a z dostępnych :) masz 204 za 3,59 w TME.
  • #19 20073803
    victoriii
    Poziom 19  
    W czasach przedepidemicznych w Chinach najtanszy ARM w obudowie TSSOP16 albo TSSOP20 (juz nie pamietam) kosztowal okolo 55 groszy przy zakupie 10 sztuk. Byl to HK32F costam, byl artykul na forum Kolegi który go uruchamial. Miedzy innymi dlatego ja praktycznie porzucilem 8 bitowce, dlatego ze roznica w cenie byla praktycznie zadna (a i tak nie uzywalem AVR które sa znacznie drozsze od innych 8 bitowców) a musialem utrzymywac dwie wersje bibliotek - jedna na 8 bit, druga na 32 bit.
  • #20 20073830
    Janusz_kk
    Poziom 38  
    Jak ktoś lubi się macać z chińskim guanem i dochodzić potem czemu coś działa albo nie niech kupuje, nie mówiąc już o dokumentacji a właściwie jej braku. Ja tam wolę rzeczy sprawdzone z odpowiednią dokumentacją, a czy zapłacę za procka 50gr czy 10zł jest bez znaczenia, nawet dla małej produkcji.
  • #21 20073914
    Urgon
    Poziom 38  
    AVE...

    Najtańszy ośmiobitowy PIC to PIC16F15213-I/SN za 2,87 w TME, obudowa SO-8.
    Najtańszy PIC32 to PIC32MM0064GPL028-I/SO za 8,22PLN.
    Najtańszy ARM od Microchip to SAMD10D14A-MUT za równe 9 złotych.
    Najtańszy ARM od NXP to LPC822M101JHI33E za 6,78PLN.
    Najtańszy ARM od STMicro to STM8S001J3M3 za 5,68PLN.
    Różnice cenowe nie są gigantyczne tak po prawdzie. Ale co łatwiej jest zaprogramować, zwłaszcza początkującemu: 8-bitowca czy 32-bitowca?
  • #22 20073921
    khoam
    Poziom 42  
    Urgon napisał:
    Ale co łatwiej jest zaprogramować, zwłaszcza początkującemu: 8-bitowca czy 32-bitowca?

    To akurat w dużo mniejszym stopniu zależy od tego, czy jest to 8 czy 32-bitowy MCU.
  • #23 20073936
    sigwa18
    Poziom 43  
    khoam napisał:
    Urgon napisał:
    Ale co łatwiej jest zaprogramować, zwłaszcza początkującemu: 8-bitowca czy 32-bitowca?

    To akurat w dużo mniejszym stopniu zależy od tego, czy jest to 8 czy 32-bitowy MCU.


    Proste płytki Arduino są na ATmedze 328p klony po 20-30pln i służą do zapalania diodek , prostych regulatorów ,czujników itp możliwości z bootloaderem wykorzystane w 1/4.
  • #24 20073944
    chemik_16
    Poziom 26  
    sigwa18 napisał:
    khoam napisał:
    Urgon napisał:
    Ale co łatwiej jest zaprogramować, zwłaszcza początkującemu: 8-bitowca czy 32-bitowca?

    To akurat w dużo mniejszym stopniu zależy od tego, czy jest to 8 czy 32-bitowy MCU.


    Proste płytki Arduino są na ATmedze 328p klony po 20-30pln i służą do zapalania diodek , prostych regulatorów ,czujników itp możliwości z bootloaderem wykorzystane w 1/4.


    a dla przykładu bluepill/blackpill na stm32 są po 15-20zł :) programuje sie w zasadzie tak samo z tego samego IDE. Oczywiścei jak chcemy zejść niżej to różnice będą.
    Arduino (czy raczej AVR) jakoś na początku pandemii straszliwie odjechało z cenami ...
  • #25 20074020
    sigwa18
    Poziom 43  
    Tak ale to był wynik braku Atmeg na rynku. Można było sobie kupić nawet gołe płytki bez Atmegi 328p i wlutować samemu. Zamieszanie na rynku i to nie tylko mikrokontrolerów jest cały czas. Sam czekam aż bitcoin jeszcze spadnie by kupić nową kartę graficzną do komputera (po wyprzedaży koparek cena powinna spaść plus wakacje).
  • #26 20074022
    Janusz_kk
    Poziom 38  
    Urgon napisał:
    Najtańszy ośmiobitowy PIC to PIC16F15213-I/SN za 2,87 w TME, obudowa SO-8.
    Najtańszy PIC32 to PIC32MM0064GPL028-I/SO za 8,22PLN.

    Nie wszyscy pic-e lubią za ich debilną politykę w darmowym kompilatorze. Atmel takich numerów nie robił.

    Dodano po 1 [minuty]:

    chemik_16 napisał:
    dla przykładu bluepill/blackpill na stm32 są po 15-20zł

    Raczej chińskie klony. STM-ów i innych zresztą tez nie ma np w TME, wszystko wyczyszczone.
  • #27 20074190
    Urgon
    Poziom 38  
    AVE...

    Ostatnio Microchip zrezygnował z celowego psucia kodu i udostępnił część optymalizacji. Amatorzy też mogą zdobyć ze źródeł alternatywnych wersje kompilatorów bez ograniczeń. Ponadto jest kilka alternatyw, płatnych i darmowych do XC8/16/32...

    Mnie bardziej denerwuje chroniczny problem z PICKit3, który objawia się tym, że sterownik od Microchip nie wyłącza oszczędzania energii dla tego programatora, przez co są problemy z jego pracą pod Windows 7 i nowszymi. Trzeba znaleźć stosowny klucz rejestru i ręcznie wyłączyć oszczędzanie energii dla PICKit3...
  • #28 20074258
    Janusz_kk
    Poziom 38  
    Zmiękła im rura dopiero jak im arduino 'zabrało' rynek amatorski, to się obudzili, przedtem go traktowali jak zło konieczne, z tego powodu nie lubiałem i nadal nie lubię pic-ów.
  • #29 20074372
    Macosmail
    Poziom 35  
    Jest bardzo fajna rodzina STM8, tanie, fajne peryferia np. dużo liczników. Chińczycy na tym robią proste moduły typu termostat, panelowe mierniki napięcia/prądu itd. W motoryzacji są dość popularne. ale niestety ze środowiskiem programistycznym kiepsko, a szkoda bo mają potencjał na alternatywę dla AVR. Swoją drogą dziwne, że twórcy Arduino jeszcze się nimi nie zainteresowali w końcu to rodzimy producent.
  • #30 20074562
    ZbeeGin
    Poziom 39  
    Urgon napisał:
    Najtańszy ARM od STMicro to STM8S001J3M3 za 5,68PLN.

    STM8 to nie ARM... :)

    Macosmail napisał:
    Jest bardzo fajna rodzina STM8, tanie, fajne peryferia np. dużo liczników.

    Rodzina fajna, ale podejście samego producenta do tej rodziny... tragiczne.
    Niby produkują ich miliony, ale IDE nie rozwijane od lat, i do tego wykorzystujące własnościowe (płatne) kompilatory. ST raczy nie zauważyć, że już dawno SDCC ma wsparcie dla tej rodziny. Oraz, że po zastosowaniu kilku prostych łatek ich STM8 Stdandard Peripheral Library też da się w takim tandemie wykorzystywać.
    Przykładem takiej integracji może być Platformio https://docs.platformio.org/en/stable/platforms/ststm8.html , choć ma jedną dość istotną wadę, którą da się częściowo przeskoczyć.

Podsumowanie tematu

Mikrokontrolery 8-bitowe wciąż znajdują zastosowanie w wielu prostych aplikacjach, ponieważ są tanie, łatwe w programowaniu i wystarczają do realizacji podstawowych zadań. Użytkownicy podkreślają, że w wielu przypadkach 32-bitowe mikrokontrolery są niepotrzebne, a ich wyższe koszty oraz złożoność programowania mogą zniechęcać do ich użycia. W branży IoT, 8-bitowce są wystarczające do prostych zadań, takich jak sterowanie urządzeniami. Dodatkowo, dostępność i niskie ceny 8-bitowych układów, takich jak ATmega i PIC, sprawiają, że są one preferowane w wielu projektach. Wiele osób zauważa, że 8-bitowe mikrokontrolery są dobrze opanowane w produkcji, co czyni je bardziej dostępnymi i praktycznymi w zastosowaniach przemysłowych.
Podsumowanie wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA