10 Top-Trends bei Mikrocontrollern für 2024

Angetrieben von einem unersättlichen Bedarf an intelligenteren, effizienteren und vielseitigeren elektronischen Geräten entwickelt sich die Mikrocontroller (MCU)-Landschaft rasant. Mikrocontroller – die kompakten, aber mächtigen Gehirne hinter einer Vielzahl von Geräten von Haushaltsgeräten bis hin zu Industrieausrüstungen – stehen an der Spitze des technologischen Fortschritts und durchlaufen bemerkenswerte Veränderungen.

Dieser Artikel wird sich mit den zehn wichtigsten Mikrocontroller-Trends für 2024 befassen und untersuchen, wie diese Entwicklungen die Fähigkeiten und Funktionalitäten verschiedener Elektronik erweitern und den Weg für zukünftige Innovationen ebnen.

1. Verbesserte Integrationsfähigkeiten

Ein herausragender Trend bei Mikrocontrollern für 2024 ist der Schritt hin zu verbesserten Integrationsfähigkeiten. Hersteller integrieren zunehmend zusätzliche Funktionalitäten – wie drahtlose Kommunikation und fortschrittliche Sicherheitsmerkmale – direkt in die Mikrocontroller-Einheiten. Diese Integration vereinfacht Designkomplexitäten und reduziert die Gesamtgröße und den Energieverbrauch von Geräten.

Verbesserte Integration ist besonders wichtig in der Entwicklung von IoT-Geräten, wo Platz- und Energieeffizienz entscheidend sind. Solche Fortschritte ermöglichen eine neue Generation von kompakten, vernetzten und sicheren Geräten und ebnen den Weg für anspruchsvollere Anwendungen in sowohl dem Verbraucher- als auch dem Industriesektor.

Texas Instruments' SimpleLink™ MCUs sind ein großartiges Beispiel. Diese MCUs bieten integrierte drahtlose Konnektivität und fortschrittliche Sicherheit und zeigen den Trend zu stärker integrierten Mikrocontroller-Lösungen.

2. Verbesserte Energieeffizienz

Energieeffizienz bleibt ein kritischer Schwerpunkt in der Mikrocontroller-Entwicklung. Im Jahr 2024 sehen wir eine neue Welle von ultra-niedrigenergie MCUs, die darauf ausgelegt sind, die Batterielebensdauer von tragbaren und tragbaren Geräten zu verlängern. Diese MCUs sind darauf ausgelegt, bei minimalen Energieleveln zu arbeiten und dabei eine optimale Leistung zu erhalten, eine wesentliche Anforderung für Anwendungen wie Fernsensoren und Gesundheitsüberwachungsgeräte.

Die STM32L-Serie von MCUs von STMicroelectronics sticht durch ihren ultra-niedrigen Energieverbrauch hervor, was sie ideal für energieeffiziente Anwendungen in tragbaren und tragbaren Geräten macht.

3. Fortgeschrittene Sicherheitsmerkmale

In einer zunehmend vernetzten Welt kann die Bedeutung von Sicherheit in Mikrocontrollern nicht genug betont werden. Im Jahr 2024 sehen wir MCUs mit fortgeschrittenen Sicherheitsmerkmalen als Standard. Diese Merkmale umfassen hardwarebasierte Verschlüsselung, sichere Bootprozesse und integrierte Bedrohungserkennungsfähigkeiten.

Dieser Trend ist entscheidend, um wachsende Bedenken hinsichtlich Datenschutz und Cybersicherheitsbedrohungen anzugehen, insbesondere bei Anwendungen, die sensible Daten wie Finanztransaktionen oder persönliche Gesundheitsinformationen betreffen.

Die MCU-Familien SAM L10 und SAM L11 von Microchip wurden mit einem Fokus auf erweiterte Sicherheit entwickelt. Sie verfügen über hardwarebasierte Verschlüsselung und Secure-Boot-Fähigkeiten, was dem wachsenden Bedarf an sicheren Mikrocontroller-Lösungen gerecht wird.

4. Höhere Verarbeitungsleistung 

Mikrocontroller erleben einen signifikanten Anstieg der Verarbeitungsleistung. Die Nachfrage nach schnelleren, leistungsfähigeren MCUs wird durch die Notwendigkeit angetrieben, komplexe Algorithmen und große Datensätze zu bewältigen, insbesondere in Anwendungen wie künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML).

Im Jahr 2024 werden wir Mikrocontroller mit höheren Taktraten, mehr Kernen und erhöhter Speicherkapazität sehen. Dieser Trend ermöglicht ausgefeiltere Verarbeitungsfähigkeiten am Edge, reduziert den Bedarf an cloudbasierten Berechnungen und erleichtert schnellere, Echtzeit-Entscheidungen in Anwendungen wie autonomen Fahrzeugen und intelligenter Fertigung.

Die i.MX RT Crossover MCUs von NXP verfügen über den leistungsstarken Arm® Cortex®-M-Kern und Zephyr RTOS-Funktionalität in einem Mikrocontroller, der für Echtzeit-Ethernet-Protokolle in industriellen IoT- und Automobilanwendungen optimiert ist.

5. Miniaturisierung

Der anhaltende Trend zur Miniaturisierung bei Mikrocontrollern setzt sich unvermindert fort, wobei die Hersteller immer kleinere MCUs produzieren, ohne dabei die Funktionalität zu beeinträchtigen. Diese Miniaturisierung ist in Anwendungen, bei denen der Platz knapp ist, wie bei medizinischen Implantaten oder tragbarer Technologie, von entscheidender Bedeutung. Kleinere MCUs ermöglichen kompaktere Designs und tragen zur ästhetischen Anziehungskraft von Verbraucherprodukten bei.

Die PIC10F-Serie von Microchip Technology zeigt den Trend zur Miniaturisierung bei Mikrocontrollern. Es handelt sich um kleine, aber leistungsstarke MCUs, die für kosten- und platzsensitive Anwendungen konzipiert sind.

6. Erweiterte Konnektivitätsoptionen

Konnektivität ist ein entscheidender Trend in der Mikrocontroller-Industrie, wobei eine zunehmende Anzahl von MCUs mehrere Konnektivitätsoptionen bietet. Dazu gehören Unterstützung für traditionelle Protokolle wie Ethernet und neuere Standards wie 5G, NB-IoT und LoRaWAN.

Die Fähigkeit, eine breite Palette von Konnektivitätsoptionen zu unterstützen, ist entscheidend für die Entwicklung von IoT-Geräten. Dieser Trend ermöglicht es Geräten, effektiver innerhalb des IoT-Ökosystems zu interagieren, was den Datenaustausch, die Fernüberwachung und -steuerung verbessert, was für Anwendungen von Smart Homes bis hin zur industriellen Automatisierung entscheidend ist.

Die ESP32-Serie von Espressif zeichnet sich durch eine breite Palette an Konnektivitätsoptionen aus, was sie zu einer vielseitigen Wahl für vernetzte Anwendungen macht.

7. Übernahme der RISC-V-Architektur 

Die Übernahme der RISC-V-Architektur in Mikrocontrollern gewinnt an Schwung. Diese offene Standardbefehlssatzarchitektur (ISA) bietet Flexibilität und Anpassungsmöglichkeiten, die proprietäre ISAs nicht bieten können. RISC-V ermöglicht es Herstellern und Designern, maßgeschneiderte Mikrocontroller-Lösungen für spezifische Anwendungen zu entwickeln, ohne die Lizenz- und Royalty-Beschränkungen, die mit traditionellen ISAs verbunden sind. Dieser Trend fördert Innovation und Wettbewerb auf dem Mikrocontrollermarkt und führt zu vielfältigeren und spezialisierteren MCU-Angeboten.

SiFive bietet eine Reihe von auf RISC-V basierenden Mikrocontrollern an, die aufgrund ihrer flexiblen Anpassungsmöglichkeiten und der Open-Source-Architektur an Beliebtheit gewinnen. SiFives Kerne sind klein und bieten eine hohe Energieeffizienz, was mehr Kerne auf einem Chip für eine hochgradig effiziente und kostengünstige Rechenleistung ermöglicht.

8. Expansion in Automobilanwendungen

Die Automobilindustrie bleibt ein bedeutender Treiber für Innovationen bei Mikrocontrollern. Im Jahr 2024 sehen wir eine Expansion der MCU-Anwendungen in Fahrzeugen, von Motorsteuergeräten bis hin zu fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen. Der Trend zu Elektro- und autonomen Fahrzeugen ist besonders einflussreich und erfordert MCUs mit hoher Zuverlässigkeit und Echtzeitverarbeitungsfähigkeiten.

Die AURIX™ Mikrocontroller-Familie von Infineon ist speziell für den Einsatz im Automobilbereich konzipiert. Sie bietet hohe Leistung, Sicherheitsmerkmale und Echtzeitfähigkeiten, die für ADAS und EV-Steuerungen geeignet sind.

9. Ein Fokus auf Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit ist zu einer wesentlichen Überlegung für die Mikrocontroller-Industrie geworden. Hersteller reagieren darauf, indem sie MCUs mit umweltfreundlichen Prozessen und Materialien entwickeln. Zusätzlich liegt ein Schwerpunkt auf der Schaffung von MCUs, die energieeffiziente Funktionen in Endprodukten ermöglichen und so dazu beitragen, unseren CO2-Fußabdruck zu reduzieren.

Dieser Trend ist eine Reaktion auf wachsende Umweltbedenken und den Drang nach nachhaltigen Technologielösungen. Hersteller begegnen den Umweltherausforderungen, indem sie Nachhaltigkeit in der MCU-Entwicklung priorisieren und der steigenden Nachfrage der Verbraucher nach umweltfreundlichen Produkten gerecht werden.

Renesas bietet die RL78-Familie von MCUs an, die durch geringen Stromverbrauch und effizienten Betrieb gekennzeichnet sind und sich damit in die branchenweite Bewegung hin zur Nachhaltigkeit einfügen.

10. Entwicklung anwendungsspezifischer MCUs

Der Trend zur Entwicklung anwendungsspezifischer Mikrocontroller (ASMCUs) wird im Jahr 2024 prominent sein. Diese spezialisierten MCUs sind darauf ausgelegt, die einzigartigen Anforderungen spezifischer Anwendungen zu erfüllen, wie z.B. tragbare Technologie, intelligente Haushaltsgeräte oder industrielle Automatisierung. Indem MCUs auf spezifische Anwendungsfälle zugeschnitten werden, können Hersteller Leistung, Energieverbrauch und Kosten optimieren.

Der Wearable Health™ MCU von Maxim Integrated (jetzt Teil von Analog Devices) ist speziell für Gesundheits- und Fitness-Wearables konzipiert und veranschaulicht den Trend zur Entwicklung anwendungsspezifischer MCUs.

Was steht am Horizont

Wenn wir nach vorne blicken, heben die Trends in der Mikrocontroller-Technologie eine Landschaft der Innovation, Effizienz und Anpassung hervor. Die Fortschritte, die wir im Jahr 2024 sehen, spiegeln eine Branche wider, die sich an die sich wandelnden Anforderungen des digitalen Zeitalters anpasst und die Zukunft der Technologie gestaltet.

Von verbesserter Integration und Energieeffizienz bis hin zu einem Fokus auf Nachhaltigkeit und anwendungsspezifischen Designs setzen diese Trends die Bühne für transformative Veränderungen in mehreren Branchen. Elektronikdesigner und Ingenieure müssen diese Trends verstehen und nutzen, da dies entscheidend für die Entwicklung der nächsten Generation elektronischer Produkte ist.