今天半导体结构在不断减小的几何线路分布正改变着微控制器经济学。新的嵌入式设计之开发系统成本快速成长，但微控制器上的数位逻辑线路成本正在不断下降。这使得提供具有更多周边的微控制器更具经济性，尤其是如果这些周边属于数位设备、UART、CAN控制器和乙太网Ethernet MAC等。在目前市场上看到，带有更复杂周边的微控制器正不断出现。如果将Flash和RAM也看作是周边，那么今天许多微控制器都是90％以上的周边。

举个例子，考虑一下目前市场上销售的8051和许多衍生装置。在10年前，8051几乎完全作废，但是现在有许多新产品还在采用8051核心，为提高性能，周边的数量和种类都有了显著增加。许多熟悉8051的工程师都在关注这些新产品。他们感觉到自己了解8051核心，所以采用基于8051的装置比采用其他核心更简单。但是仅仅是熟悉微控制器核心就足够了吗？

连结介面问题

在探讨这个问题之前，先了解一下新微控制器发展的过程。大多数微控制制造商都有许多不同的分类选择，一位制造商甚至有500多个不同的分类。这些分类对于设计者为特定应用充分选择周边提供了不同的条件。

一种更好的方式就是选择已经具备了许多工程项目需要的所有周边和灵活输入输出排列的微控制器。因此，用户可以选择和配置每个专案要求的具体周边组合，显著降低了PCB重新设计所需的工作量。选择这类微控制器可以使硬体更改更容易。这可给用户更有弹性地选取需要实际的周边组合来迎合设计 。

此外，工程师藉由降低购买和储存的不同零组件数量也可以获得公司内的物料供应人员的支持。在过去制造商都以能提供各种各样的微控制器为荣，实际上，这对于客户和制造商本身来说都无异于一场物流供应方面的噩梦。事实上，供应商应更好利用不断降低的矽成本制造更少分类、但功能更强大的微控制器。

大多数工程师会认为软体功能是他们之所以不放弃正在用的老旧微控制器系列的原因之一，所以下文将接着讨论软体问题。

考虑一款新的微控制器时，需要解决两个主要软体问题：

《图一 CyanIDE工具》

首先来谈谈在微控制器核心中运作的软体。过去的几年里，C编译器的使用不断普及，并且效率也有所提高。这意味着已经到了C编译器可节省的编程工作比所有应用程式中性能损失的程度更重要。还有一些精确时间软体功能需要用组合语言程式编写，但是这些程式也可能打包在C编译器编写的程式中。

除了编译器的效率外，微控制器总体性能有了明显的提高。许多工程师都利用比以前性能强10倍的现代控制器并转变成用C编译器编写软体，而写出的产品比之前的软体产品运作速度更快。

采用C编译器的另外一个驱动因素就是许多产品都普遍需要的代码数量增加。在组合语言程式中编写8K代码可能相当于100张A4纸的软体。编写和维护这种数量的代码需要耗费大量的工作量。一旦开始着眼于要求32K或64K代码的应用程式，那么使用编译器自然而然就成了99％应用程式的唯一实际选择。

如果认为下一个开发专案需要使用C编译器，那么就可以做出一个显而易见但却是惊人的决定。包括C语言在内的高阶语言可以使工程师避开微控制器核心的繁杂工作。如果我们编写Counter＝Counter＋1（or Counter++）

突然意识到，其实不必在乎它在应用程式中究竟如何实施。这就是编译器的主要目的所在，所以也就不足为怪。多少有点令人惊奇的是，这表示不必担心核心本身的细节。只要变数Counter增加，就不需要知道结果是否使用累加器或暂存器架构获得。

接着来谈谈周边编程的问题。在市场上许多新款微控制器中，周边数量迅速成长。越来越多的晶片面积都应用在周边上，其复杂性和功率似乎也在不断增加。看一看今天市场上的一些8051微控制器，我们可以看到多达300～400页的资料表。其中会发现只有25页内容是用左核心的工作原理里。剩下的页数都是关于周边的，从重定控制器、复杂的ADC到更复杂的通信控制器（比如CAN、USB与Ethernet）。

这让我们得出一个结论，使用周边的软体比完全在核心内运行的软体所花费的工作量要多得多。

进一步解释便是，专门针对周边的微控制器资料表越多，对于了解核心操作来说就越无益。

解决复杂的周边问题

作为面对过多复杂周边设计的工程师，为了避免淹没在那些周边所有预期能实现的用途与繁重任务里，工程师该怎么做呢？所幸，解决这些问题的说明就在手边。有些微控制器制造商提供能够生成源码的工具。在(图一)中，可以看到这种工具的一个例子，如CyanIDE Integrated Device Environment IDE，说明了只需使用滑鼠就可以设定UART串列传输速率的便捷方法 。

《图二 μCOG1m 16-Bit周边密集微控制器》

有了这些工具，便无需连篇累牍那些冗长的资料表，就能算出每个暂存器中应该编程的数值。这意味着当开始为每个周边编写说明时，工程师所做的触手可及。这种工具可以给新款微控制器所涉及的工程量带来更大的变化空间。

安枕无忧的选择

本文一开始便对一项假设提出了质疑，即选择带有较为熟悉的核心微控制器一定会降低新专案设计工作所涉及的学习难度与任务量吗？对所涉及的工作进行简单分析后，可以清楚的发现这种假设是不正确的。如果使用C编译器，即使具备为数不多的周边装置，那么对核心的熟悉比起帮助周边编程的工具来说其重要性要小的多。

实际上，如果新制造商拥有有效而且综合的工具帮助进行周边的编程，那么选择新制造商的微控制器，比选择同一系列产品和制造商，但是具有重要新型周边的微控制器更容易。工具和可配置性的组合比拥有核心方面的丰富经验要重要的多。

（作者为Cyan赛恩科技亚洲区域经理）

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