10 principali tendenze nei microcontrollori per il 2024

Spinti da una domanda insaziabile di dispositivi elettronici più intelligenti, efficienti e versatili, il panorama dei microcontrollori (MCU) sta evolvendo rapidamente. I microcontrollori - i compatti ma formidabili cervelli dietro una gamma di gadget, dagli elettrodomestici agli apparecchi industriali - sono all'avanguardia dell'avanzamento tecnologico e stanno subendo cambiamenti notevoli.

Questo articolo esplorerà dieci delle principali tendenze dei microcontrollori per il 2024, esaminando come questi sviluppi stanno potenziando le capacità e le funzionalità di varie elettroniche e spianando la strada a future innovazioni.

1. Capacità di Integrazione Migliorate

Una tendenza prominente nei microcontrollori per il 2024 è la spinta verso capacità di integrazione migliorate. I produttori stanno sempre più incorporando funzionalità aggiuntive - come le comunicazioni wireless e le caratteristiche di sicurezza avanzate - direttamente nelle unità microcontrollore. Questa integrazione semplifica le complessità di progettazione e riduce le dimensioni complessive e il consumo energetico dei dispositivi.

L'integrazione migliorata è particolarmente vitale nello sviluppo di dispositivi IoT, dove lo spazio e l'efficienza energetica sono cruciali. Tali avanzamenti stanno abilitando una nuova generazione di dispositivi compatti, connessi e sicuri, spianando la strada a applicazioni più sofisticate sia nel settore dei consumatori che in quello industriale.

I SimpleLink™ MCUs di Texas Instruments sono un ottimo esempio. Questi MCU offrono connettività wireless integrata e sicurezza avanzata, mostrando la tendenza verso soluzioni microcontrollore più integrate.

2. Miglioramento dell'Efficienza Energetica

L'efficienza energetica rimane un focus critico nello sviluppo dei microcontrollori. Nel 2024, stiamo assistendo a una nuova ondata di MCU a ultra-basso consumo progettati per estendere la durata della batteria di dispositivi portatili e indossabili. Questi MCU sono progettati per operare a livelli di potenza minimi mantenendo al contempo prestazioni ottimali, un requisito essenziale per applicazioni come sensori remoti e dispositivi di monitoraggio della salute.

La serie di MCU STM32L di STMicroelectronics si distingue per il suo consumo energetico ultra-basso, rendendoli ideali per applicazioni ad alta efficienza energetica in dispositivi portatili e indossabili.

3. Caratteristiche di Sicurezza Avanzate

Con il mondo che diventa sempre più connesso, l'importanza della sicurezza nei microcontrollori non può essere sopravvalutata. Nel 2024, vediamo MCU con caratteristiche di sicurezza avanzate diventare uno standard. Queste caratteristiche includono crittografia basata su hardware, processi di avvio sicuro e capacità integrate di rilevamento delle minacce.

Questa tendenza è critica per affrontare le crescenti preoccupazioni sulla privacy dei dati e le minacce alla sicurezza informatica, specialmente in applicazioni che coinvolgono dati sensibili come transazioni finanziarie o informazioni sulla salute personale.

Le famiglie di MCU SAM L10 e SAM L11 di Microchip sono state progettate con un focus sulla sicurezza avanzata. Presentano crittografia basata su hardware e capacità di avvio sicuro, rispondendo alla crescente necessità di soluzioni per microcontrollori sicure.

4. Maggiore potenza di elaborazione 

I microcontrollori stanno assistendo a un significativo aumento della potenza di elaborazione. La domanda di MCU più veloci e potenti è guidata dalla necessità di gestire algoritmi complessi e grandi set di dati, specialmente in applicazioni come l'intelligenza artificiale (AI) e l'apprendimento automatico (ML). 

Nel 2024, vedremo microcontrollori dotati di velocità di clock più elevate, più core e maggiore capacità di memoria. Questa tendenza consente capacità di elaborazione più sofisticate ai margini della rete, riduce la necessità di calcoli basati su cloud e facilita decisioni in tempo reale più rapide in applicazioni come veicoli autonomi e produzione intelligente.

Gli MCU Crossover i.MX RT di NXP presentano il core ad alte prestazioni Arm® Cortex®-M e funzionalità Zephyr RTOS in un microcontrollore ottimizzato per protocolli Ethernet in tempo reale in applicazioni IoT industriali e automobilistiche. 

5. Miniaturizzazione

La tendenza alla miniaturizzazione nei microcontrollori continua senza sosta, con i produttori che producono MCU sempre più piccoli senza compromettere la funzionalità. Questa miniaturizzazione è critica in applicazioni dove lo spazio è prezioso, come negli impianti medici o nella tecnologia indossabile. MCU più piccoli consentono design più compatti e contribuiscono all'attrattiva estetica dei prodotti di consumo. 

La serie PIC10F di Microchip Technology mostra la tendenza alla miniaturizzazione nei microcontrollori. Questi sono MCU piccoli ma potenti progettati per applicazioni sensibili ai costi e con limitazioni di spazio. 

6. Maggiori opzioni di connettività

La connettività è una tendenza cruciale nell'industria dei microcontrollori, con un numero crescente di MCU che presentano molteplici opzioni di connettività. Queste includono il supporto per protocolli tradizionali come Ethernet e standard più recenti come 5G, NB-IoT e LoRaWAN. 

La capacità di supportare un'ampia gamma di opzioni di connettività è cruciale nello sviluppo di dispositivi IoT. Questa tendenza consente ai dispositivi di interagire più efficacemente all'interno dell'ecosistema IoT, migliorando lo scambio di dati, il monitoraggio remoto e le capacità di controllo, che sono cruciali per applicazioni che vanno dalle case intelligenti all'automazione industriale.

La serie ESP32 di Espressif è nota per la sua ampia gamma di opzioni di connettività, rendendola una scelta versatile per applicazioni connesse.

7. Adozione dell'architettura RISC-V 

L'adozione dell'architettura RISC-V nei microcontrollori sta guadagnando slancio. Questa architettura di set di istruzioni standard aperto (ISA) offre flessibilità e personalizzazione che le ISA proprietarie non possono eguagliare. RISC-V permette ai produttori e ai progettisti di sviluppare soluzioni di microcontrollori personalizzate per applicazioni specifiche senza le limitazioni di licenza e royalty associate alle ISA tradizionali. Questa tendenza sta promuovendo l'innovazione e la concorrenza nel mercato dei microcontrollori, portando a un'offerta di MCU più diversificata e specializzata.

SiFive offre una gamma di microcontrollori basati su RISC-V, che stanno guadagnando popolarità grazie alla loro personalizzazione flessibile e architettura open-source. I core di SiFive sono piccoli e offrono un'alta efficienza energetica, consentendo più core su un chip per un computing altamente efficiente e conveniente.

8. Espansione nelle applicazioni automotive

L'industria automobilistica continua ad essere un importante motore di innovazione per i microcontrollori. Nel 2024, stiamo assistendo a un'espansione delle applicazioni MCU nei veicoli, dalle unità di controllo del motore ai sistemi avanzati di assistenza alla guida. La tendenza verso veicoli elettrici e autonomi è particolarmente influente, richiedendo MCU con alta affidabilità e capacità di elaborazione in tempo reale.

La famiglia di microcontrollori AURIX™ di Infineon è progettata specificamente per l'uso automobilistico. Offre alte prestazioni, funzionalità di sicurezza e capacità in tempo reale adatte per i controlli ADAS e EV.

9. Un focus sulla sostenibilità

La sostenibilità è diventata una considerazione essenziale per l'industria dei microcontrollori. I produttori stanno rispondendo sviluppando MCU utilizzando processi e materiali ecocompatibili. Inoltre, c'è un'enfasi sulla creazione di MCU che abilitano funzionalità di risparmio energetico nei prodotti finali, contribuendo a ridurre la nostra impronta di carbonio.

Questa tendenza è in risposta alle crescenti preoccupazioni ambientali e alla spinta verso soluzioni tecnologiche sostenibili. I produttori stanno affrontando le sfide ambientali dando priorità alla sostenibilità nello sviluppo degli MCU e soddisfacendo la crescente domanda dei consumatori per prodotti eco-compatibili.

Renesas offre la famiglia di MCU RL78, che presentano un basso consumo di energia e un funzionamento efficiente, allineandosi con la spinta dell'industria verso la sostenibilità.

10. Sviluppo di MCU specifici per applicazioni

La tendenza allo sviluppo di microcontrollori specifici per applicazioni (ASMCU) sarà prominente nel 2024. Questi MCU specializzati sono progettati per soddisfare i requisiti unici di applicazioni specifiche, come la tecnologia indossabile, i dispositivi per la casa intelligente o l'automazione industriale. Personalizzando gli MCU per casi d'uso specifici, i produttori possono ottimizzare le prestazioni, il consumo di energia e il costo.

L'MCU Wearable Health™ di Maxim Integrated (ora parte di Analog Devices) è specificamente progettato per dispositivi indossabili per la salute e il fitness, esemplificando la tendenza allo sviluppo di MCU specifici per applicazioni.

Cosa ci riserva il futuro

Guardando al futuro, le tendenze nella tecnologia dei microcontrollori evidenziano un panorama di innovazione, efficienza e personalizzazione. I progressi che vediamo nel 2024 riflettono un'industria che si sta adattando alle esigenze in evoluzione dell'era digitale e sta plasmando il futuro della tecnologia.

Dall'integrazione avanzata e l'efficienza energetica a un focus sulla sostenibilità e sui design specifici per applicazioni, queste tendenze stanno preparando il terreno per cambiamenti trasformativi in molteplici industrie. I progettisti elettronici e gli ingegneri devono comprendere e sfruttare queste tendenze, poiché farlo è cruciale per sviluppare la prossima generazione di prodotti elettronici.