微控制器技术的六大趋势

自20世纪70年代问世以来，微控制器（MCU）技术已经取得了长足的发展。近年来，微控制器市场的几个趋势已经影响了这些设备的设计和功能。如今，微控制器——基本上是封装在集成电路中的计算机，可以编程执行特定任务——是从家用电器和汽车到工业控制系统和医疗设备等广泛电子设备的核心。

MCU 与 FPGA 和 ASIC 的比较

要了解MCU与ASIC和FPGA相比的不同能力和最常见用途，请参阅我们的指南，FPGA 与 MCU：你应该使用哪种处理器？

根据Grand View Research的数据，全球微控制器市场规模在2021年估值为185亿美元，预计从2022年到2030年的复合年增长率（CAGR）为9.8%。根据Grand View Research。全球在2021年出货的微控制器超过290亿个。在本文中，我们将讨论一些正在塑造这些设备的设计和使用方式的微控制器技术的顶尖趋势。

1. 用于物联网、智能家居和可穿戴设备的低功耗MCU

一个引起广泛关注的趋势是，低功耗微控制器在物联网、智能家居、智能建筑和可穿戴应用中的使用日益增加。这些微控制器设计用于非常低的功耗，使它们非常适合用于需要长时间无电源运行的便携式和其他设备。

微控制器是物联网和智能家居设备的重要组成部分，提供收集、分析和传输数据所需的处理能力和连接性。与物联网和智能家居应用的MCU相关的一个发展是，越来越多地使用无线连接选项，包括蓝牙、Wi-Fi和Zigbee。这些无线技术使MCU更容易集成到产品中。

要了解具备蓝牙5连接能力的MCU，请参阅我们的蓝牙5微控制器选择指南。如果您正在设计一个将使用以太网进行连接的产品，可能是出于利用以太网供电（PoE）为您的应用供电的愿望，请参阅使用支持IPv4/IPv6 IoT的PHY以太网MCU。

2. 具有高级处理能力的汽车MCU

随着技术的不断进步，微控制器正在被用于需要更复杂处理的更广泛的应用中。这导致了具有更强大的处理器和更多内存的微控制器的开发。这一趋势的一个例子是微控制器在汽车应用中的日益使用。

现代汽车正变得越来越复杂，具有高级驾驶辅助系统（ADAS）、语音激活娱乐系统和自动驾驶能力等功能。这一趋势创造了巨大的商业机会。这些功能都需要大量的处理能力，这由为苛刻的汽车应用设计和认证的具有高级处理能力的MCU提供。

3. 更加坚固和高度稳健的工业MCU

微控制器市场的第三个趋势是微控制器在工业领域的使用日益增长。工业微控制器用于控制广泛的设备，包括机床、制造系统、智能机器人等。这些工业MCU通常设计得极其坚固耐用，使其能够承受恶劣的工业环境。

这一趋势的一个例子是微控制器在“工业4.0”中的使用，它指的是将人工智能（AI）、机器学习（ML）和物联网（IoT）技术集成到复杂的自动化制造系统中。工业4.0预计将革新制造业，微控制器将在实现这些进步中发挥关键作用。

要了解一些适用于小型机器人的MCU以及在选择时应寻找哪些规格，请参阅我们关于最适合机器人应用的MCU的指南。

4. 用于嵌入式系统的更小型、低功耗MCU

微控制器市场的第四个趋势是在嵌入式系统中越来越多地使用微控制器。这些微控制器需要非常低的功耗而不牺牲性能。制造商将采用多种方法来降低MCU的功耗，包括降低时钟频率、动态缩放、时钟门控、对外设的单独控制等等。

低功耗也有助于通过减少所需的电源供应来使设备更小。一个低功耗设备可以仅用一个非常小的电池工作很长时间。这一趋势鼓励了许多MCU制造商生产易于编程且仍能提供高性能的低功耗、节能MCU，用于嵌入式系统。

要了解在某些应用中使用集成模拟比较器的MCU的优势，以及一些带有模拟比较器的流行MCU的概述，请查看我们的指南，您的MCU中需要模拟比较器吗？

5. 用于各种医疗应用的MCU

在医疗领域中微控制器的日益使用是微控制器市场的第五个重要趋势。越来越多地使用MCU的医疗应用涵盖了广泛的医疗设备、患者监测系统、诊断设备等。随着对先进医疗技术需求的增加，预计未来几年微控制器在医疗领域的使用将显著增长。

随着尺寸的减小和处理能力的提高，新的医疗设备现在能够收集患者数据并做出可以改善治疗、用药和结果的决策。这些系统中的一些正在取代医生访问患者以检查他们的症状的需要。这是医疗领域的一大进步，提高了提供的医疗保健质量，同时降低了治疗成本。

6. 安全性：日益重要的关注点

最后但同样重要的是，对微控制器安全性的关注日益增加。随着物联网、智能家居和其他连接设备的增多，网络攻击和数据泄露的风险持续增加。微控制器可能容易受到黑客攻击和其他安全威胁，这可能会带来严重的后果。为了解决这一问题，微控制器制造商一直在开发更加安全的微控制器，这些微控制器能够抵抗黑客攻击和其他形式的网络攻击。

与微控制器安全性相关的一个趋势是使用加密和安全通信协议，如SSL和TLS。这些技术有助于防止数据泄露，并确保私人和敏感信息得到保护。另一个趋势是使用基于硬件的安全措施，如安全启动和基于硬件的认证，这有助于防止对设备的未授权访问。

了解更多关于硬件安全和可信平台的信息，请阅读我们的合作伙伴Arrow Electronics的文章，下一代智能空间革命需要从基础做起保护自己。

紧跟最新趋势，创造更好的设计

微控制器技术不断发展，以满足越来越广泛的应用需求。本文涵盖的趋势将继续影响微控制器的设计和功能，在未来几年。随着技术的不断进步，我们将看到微控制器领域的进一步发展，对工程师来说，紧跟最新的微控制器趋势非常重要，这样他们才能做出明智的、有根据的决定，选择哪些设备用于他们的设计中。