Top 6 Trends in der Mikrocontroller-Technologie

Die Mikrocontroller-Technologie (MCU) hat seit ihrer Einführung in den 1970er Jahren einen langen Weg zurückgelegt. In den letzten Jahren haben mehrere Trends auf dem Mikrocontroller-Markt das Design und die Funktionalität dieser Geräte beeinflusst. Heute sind Mikrocontroller – die im Grunde genommen Computer sind, die in einem integrierten Schaltkreis eingekapselt sind und programmiert werden können, um spezifische Aufgaben auszuführen – das Herzstück einer breiten Palette von elektronischen Geräten, von Haushaltsgeräten und Automobilen bis hin zu industriellen Steuerungssystemen und medizinischen Geräten.

MCUs vs. FPGAs und ASICs

Um die unterschiedlichen Fähigkeiten und die häufigsten Anwendungen von MCUs im Vergleich zu ASICs und FPGAs zu verstehen, siehe unseren Leitfaden, FPGA vs. MCU: Welcher Prozessor sollte verwendet werden?

Die globale Marktgröße für Mikrocontroller wurde im Jahr 2021 mit 18,5 Milliarden USD bewertet und soll von 2022 bis 2030 mit einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 9,8% wachsen, laut Grand View Research. Weltweit wurden im Jahr 2021 mehr als 29 Milliarden Einheiten von Mikrocontrollern versandt. In diesem Artikel werden wir einige der wichtigsten Trends in der Mikrocontroller-Technologie diskutieren, die die Art und Weise, wie diese Geräte entworfen und verwendet werden, prägen.

1. Stromsparende MCUs für IoT, Smart Home und Wearables

Ein Trend, der viel Aufmerksamkeit erlangt hat, ist die zunehmende Verwendung von stromsparenden Mikrocontrollern für IoT, Smart Home, Smart Building und Wearable-Anwendungen. Diese Mikrocontroller sind so konzipiert, dass sie sehr wenig Strom verbrauchen, was sie ideal für den Einsatz in tragbaren Geräten und anderen Geräten macht, die lange Zeit ohne Stromquelle betrieben werden müssen.

Mikrocontroller sind ein wesentlicher Bestandteil von IoT- und Smart-Home-Geräten und bieten die Rechenleistung und Konnektivität, die benötigt wird, um Daten zu sammeln, zu analysieren und zu übertragen. Eine Entwicklung im Zusammenhang mit MCUs für IoT- und Smart-Home-Anwendungen ist die zunehmende Verwendung von drahtlosen Konnektivitätsoptionen, einschließlich Bluetooth, Wi-Fi und Zigbee. Diese drahtlosen Technologien erleichtern die Integration von MCUs in Produkte.

Für einen Überblick über MCUs mit Bluetooth 5-Konnektivitätsfähigkeiten, siehe unsere Richtlinien zur Auswahl von Bluetooth 5-Mikrocontrollern. Wenn Sie ein Produkt entwerfen, das Ethernet für die Konnektivität nutzen soll, möglicherweise angetrieben von dem Wunsch, Power over Ethernet (PoE) zur Stromversorgung Ihrer Anwendung zu nutzen, sehen Sie Arbeiten mit Ethernet-MCUs mit PHY-Unterstützung für IPv4/IPv6 IoT.

2. Automotive MCUs mit fortgeschrittenen Verarbeitungsfähigkeiten

Da die Technologie weiter fortschreitet, werden Mikrocontroller in einer breiteren Palette von Anwendungen eingesetzt, die komplexere Verarbeitung erfordern. Dies hat zur Entwicklung von Mikrocontrollern mit leistungsfähigeren Prozessoren und mehr Speicher geführt. Ein Beispiel für diesen Trend ist die zunehmende Verwendung von Mikrocontrollern in Automobilanwendungen.

Moderne Autos werden zunehmend anspruchsvoller mit Funktionen wie fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystemen (ADAS), sprachaktivierten Unterhaltungssystemen und autonomen Fahrfähigkeiten. Dieser Trend schafft enorme Geschäftsmöglichkeiten. Diese Funktionen erfordern alle eine erhebliche Menge an Verarbeitungsleistung, die von MCUs mit fortgeschrittenen Verarbeitungsfähigkeiten bereitgestellt wird, die für anspruchsvolle Automobilanwendungen konzipiert und zertifiziert sind.

3. Robustere und hochrobuste industrielle MCUs

Ein dritter Trend auf dem Mikrocontrollermarkt ist die zunehmende Verwendung von Mikrocontrollern im industriellen Sektor. Industrielle Mikrocontroller werden zur Steuerung einer breiten Palette von Ausrüstungen verwendet, einschließlich Werkzeugmaschinen, Fertigungssystemen, intelligenten Robotern und mehr. Solche industriellen MCUs sind oft so konzipiert, dass sie extrem robust und langlebig sind, was sie in der Lage macht, harten industriellen Umgebungen standzuhalten.

Ein Beispiel für diesen Trend ist die Verwendung von Mikrocontrollern in „Industrie 4.0“, was sich auf die Integration von fortschrittlichen Technologien wie künstlicher Intelligenz (KI), maschinellem Lernen (ML) und IoT-Technologien in anspruchsvolle, automatisierte Fertigungssysteme bezieht. Industrie 4.0 wird erwartet, die Fertigung zu revolutionieren, und Mikrocontroller werden eine Schlüsselrolle bei der Ermöglichung dieser Fortschritte spielen.

Für einen Blick auf einige MCUs, die für kleinere Roboter geeignet sind – und welche Spezifikationen Sie bei der Auswahl beachten sollten – sehen Sie unseren Leitfaden über die besten MCUs für Robotikanwendungen.

4. Kleinere, stromsparende MCUs für eingebettete Systeme

Ein vierter Trend auf dem Mikrocontroller-Markt ist die zunehmende Verwendung von Mikrocontrollern in eingebetteten Systemen. Diese Mikrocontroller müssen sehr wenig Strom verbrauchen, ohne dabei an Leistung einzubüßen. Hersteller verwenden viele Methoden, um den Stromverbrauch von MCUs zu senken, einschließlich niedrigerer Taktfrequenzen, dynamischer Skalierung, Clock-Gating, individueller Steuerung von Peripheriegeräten und mehr.

Ein geringer Stromverbrauch hilft auch dabei, Geräte kleiner zu machen, indem der benötigte Stromversorgung reduziert wird. Ein stromsparendes Gerät kann mit nur einer sehr kleinen Batterie über einen langen Zeitraum arbeiten. Dieser Trend hat viele MCU-Hersteller dazu ermutigt, stromsparende, energieeffiziente MCUs für eingebettete Systeme zu produzieren, die einfach zu programmieren sind und dennoch eine hohe Leistung liefern.

Um mehr über die Vorteile der Verwendung eines MCUs mit einem integrierten analogen Komparator für einige Anwendungen zu erfahren, zusammen mit einer Übersicht über einige beliebte MCUs mit einem analogen Komparator, sehen Sie sich unseren Leitfaden an, Benötigen Sie einen analogen Komparator in Ihrem MCU?

5. MCUs für eine Vielzahl von Anwendungen im Gesundheitswesen

Die zunehmende Verwendung von Mikrocontrollern im Gesundheitswesen ist ein fünfter bedeutender Trend auf dem Mikrocontroller-Markt. Gesundheitsanwendungen, die zunehmend MCUs nutzen, umfassen eine breite Palette von medizinischen Geräten, Patientenüberwachungssystemen, Diagnoseausrüstungen und mehr. Es wird erwartet, dass die Verwendung von Mikrocontrollern im Gesundheitswesen in den kommenden Jahren erheblich zunehmen wird, da die Nachfrage nach fortschrittlicher Gesundheitstechnologie steigt.

Mit der Abnahme der Größe und der Verbesserung der Verarbeitungsleistung sind neue medizinische Geräte nun in der Lage, Patientendaten zu sammeln und Entscheidungen zu treffen, die die Behandlung, Medikation und Ergebnisse verbessern können. Einige dieser Systeme ersetzen die Notwendigkeit, dass ein Arzt einen Patienten besucht, um dessen Symptome zu untersuchen. Dies ist ein großer Fortschritt im medizinischen Bereich, der die Qualität der erbrachten Gesundheitsleistungen verbessert und gleichzeitig die Behandlungskosten senkt.

6. Sicherheit: Ein zunehmend wichtiges Anliegen

Zuletzt, aber nicht weniger wichtig, ist ein wachsender Fokus auf die Sicherheit von Mikrocontrollern. Da IoT, Smart Home und andere vernetzte Geräte sich vermehren, steigen auch die Risiken von Cyberangriffen und Datenverletzungen. Mikrocontroller sind potenziell anfällig für Hacking und andere Sicherheitsbedrohungen, was schwerwiegende Folgen haben kann. Um dieses Anliegen anzugehen, haben Mikrocontroller-Hersteller sicherere Mikrocontroller entwickelt, die gegen Hacking und andere Formen von Cyberangriffen resistent sind.

Ein Trend im Zusammenhang mit der Sicherheit von Mikrocontrollern ist die Verwendung von Verschlüsselung und sicheren Kommunikationsprotokollen, wie SSL und TLS. Diese Technologien helfen, gegen Datenverletzungen zu schützen und sicherzustellen, dass private und sensible Informationen auch privat und sensibel bleiben. Ein weiterer Trend ist die Verwendung von hardwarebasierten Sicherheitsmaßnahmen, wie Secure Boot und hardwarebasierte Authentifizierung, die den unbefugten Zugriff auf Geräte verhindern.

Erfahren Sie mehr über Hardware-Sicherheit und vertrauenswürdige Plattformen, indem Sie diesen Artikel unseres Partners Arrow Electronics lesen, Die nächste Smart-Space-Revolution muss sich von Grund auf absichern.

Bleiben Sie auf dem Laufenden über die neuesten Trends und erstellen Sie bessere Designs

Die Mikrocontroller-Technologie entwickelt sich ständig weiter, um den Bedürfnissen einer immer breiteren Palette von Anwendungen gerecht zu werden. Die in diesem Artikel behandelten Trends werden auch in den kommenden Jahren das Design und die Funktionalität von Mikrocontrollern weiter beeinflussen. Da die Technologie weiter fortschreitet, werden wir weitere Fortschritte im Bereich der Mikrocontroller sehen, und es ist wichtig für Ingenieure, auf dem neuesten Stand der Mikrocontroller-Trends zu bleiben, damit sie kluge, informierte Entscheidungen darüber treffen können, welche Geräte sie in ihren Designs verwenden.