マイクロコントローラ技術のトップ6トレンド

マイクロコントローラ（MCU）技術は、1970年代の誕生以来、長い道のりを歩んできました。近年、マイクロコントローラ市場のいくつかのトレンドが、これらのデバイスの設計と機能に影響を与えています。今日、マイクロコントローラは、特定のタスクを実行するようにプログラムできる集積回路に封入されたコンピューターであり、家電製品、自動車、産業制御システム、医療機器に至るまで、幅広い電子デバイスの中心になっています。

MCU対FPGAおよびASIC

MCUとASIC、FPGAの異なる能力と最も一般的な用途を理解するには、FPGA vs. MCU: どちらのプロセッサを使用すべきか?をご覧ください。

グローバルマイクロコントローラ市場の規模は、2021年には185億米ドルと評価され、2022年から2030年にかけて年平均成長率（CAGR）9.8%で拡大すると予測されています。Grand View Researchによると。全世界で、2021年には290億個以上のマイクロコントローラが出荷されました。この記事では、マイクロコントローラ技術の最新トレンドについて、これらのデバイスの設計と使用方法にどのような影響を与えているかについて議論します。

1. IoT、スマートホーム、ウェアラブル向けの低消費電力MCU

注目を集めているトレンドの1つは、IoT、スマートホーム、スマートビルディング、ウェアラブルアプリケーション向けの低消費電力マイクロコントローラの使用が増加していることです。これらのマイクロコントローラは非常に少ない電力を消費するように設計されており、長時間電源なしで動作する必要がある携帯型デバイスなどに最適です。

マイクロコントローラは、IoTおよびスマートホームデバイスの重要なコンポーネントであり、データを収集、分析、送信するために必要な処理能力と接続性を提供します。IoTおよびスマートホームアプリケーション向けのMCUに関連する1つの進展は、Bluetooth、Wi-Fi、Zigbeeを含む無線接続オプションの使用が増加していることです。これらの無線技術により、MCUを製品に統合することが容易になります。

Bluetooth 5接続機能を備えたMCUの概要については、Bluetooth 5マイクロコントローラ選択ガイドラインをご覧ください。Ethernetを使用して接続を行い、Power over Ethernet (PoE)を利用してアプリケーションを電源供給することを目指している製品を設計している場合は、IPv4/IPv6 IoTをサポートするPHYを備えたEthernet MCUの利用をご覧ください。

2. 高度な処理能力を備えた自動車用MCU

技術の進歩に伴い、より複雑な処理を必要とするアプリケーションでマイクロコントローラの使用が広がっています。これにより、より強力なプロセッサとより多くのメモリを備えたマイクロコントローラの開発が進んでいます。この傾向の一例は、自動車アプリケーションでのマイクロコントローラの使用が増加していることです。

現代の車は、高度な運転支援システム（ADAS）、音声操作エンターテイメントシステム、自動運転機能など、ますます洗練された機能を備えています。この傾向は大きなビジネスチャンスを生み出しています。これらの機能はすべて、要求の厳しい自動車アプリケーション用に設計され認証された、高度な処理能力を備えたMCUによって提供される大量の処理能力を必要とします。

3. より頑丈で高い耐久性を持つ産業用MCU

マイクロコントローラ市場の第三の傾向は、産業分野でのマイクロコントローラの使用が増加していることです。産業用マイクロコントローラは、機械工具、製造システム、インテリジェントロボットなど、幅広い機器の制御に使用されます。このような産業用MCUは、しばしば非常に頑丈で耐久性があり、厳しい産業環境に耐えるように設計されています。

この傾向の一例は、「インダストリー4.0」と呼ばれる、人工知能（AI）、機械学習（ML）、IoT技術などの先進技術を高度な自動製造システムに統合することです。インダストリー4.0は製造業を革命的に変えると期待されており、マイクロコントローラはこれらの進歩を可能にする鍵となるでしょう。

小型ロボットに適したMCUと、選択時に何を探すべきかの仕様については、ロボティクスアプリケーションに最適なMCUのガイドをご覧ください。

4. 組み込みシステム向けの小型・低消費電力MCU

マイクロコントローラ市場の第4のトレンドは、組み込みシステムでのマイクロコントローラの使用増加です。これらのマイクロコントローラは、性能を損なうことなく非常に少ない電力を使用する必要があります。メーカーは、クロック周波数の低下、動的スケーリング、クロックゲーティング、周辺機器への個別制御など、多くの方法を使用してMCUの消費電力を削減します。

低消費電力は、必要な電源を減らすことでデバイスを小型化するのにも役立ちます。低消費電力デバイスは、非常に小さなバッテリーだけで長期間動作することができます。このトレンドは、多くのMCUメーカーにプログラムが容易でありながら高性能を提供する組み込みシステム向けの低消費電力、省エネMCUの製造を促しています。

一部のアプリケーションで統合アナログコンパレータを備えたMCUを使用する利点と、アナログコンパレータを備えた人気のMCUの概要については、ガイドMCUにアナログコンパレータは必要ですか？をご覧ください。

5. 幅広い医療アプリケーション向けMCU

医療分野でのマイクロコントローラの使用増加は、マイクロコントローラ市場の第5の重要なトレンドです。ますます多くの医療機器、患者モニタリングシステム、診断機器などでMCUが利用されています。医療技術の進歩に対する需要が増加するにつれて、医療分野でのマイクロコントローラの使用は今後数年間で大幅に増加すると予想されます。

サイズの小型化と処理能力の向上により、新しい医療機器は患者のデータを収集し、治療、薬剤、結果を改善することができる判断を下すことができるようになりました。これらのシステムのいくつかは、医師が患者の症状を診察するために訪問する必要性を置き換えています。これは医療分野の大きな進歩であり、提供される医療の質を向上させると同時に治療費用を削減しています。

6. セキュリティ：ますます重要な懸念事項

最後に、マイクロコントローラのセキュリティに対する関心の高まりがあります。IoT、スマートホーム、その他の接続デバイスが増えるにつれて、サイバー攻撃やデータ侵害のリスクは増加し続けています。マイクロコントローラは、ハッキングやその他のセキュリティ脅威に対して潜在的に脆弱であり、それは深刻な結果を招く可能性があります。この懸念に対処するために、マイクロコントローラメーカーは、ハッキングやその他の形態のサイバー攻撃に対して耐性のあるより安全なマイクロコントローラの開発を進めています。

マイクロコントローラのセキュリティに関連するトレンドの1つは、SSLやTLSなどの暗号化および安全な通信プロトコルの使用です。これらの技術はデータ侵害から保護し、プライベートで機密性の高い情報がそのように保持されることを確実にします。もう1つのトレンドは、セキュアブートやハードウェアベースの認証などのハードウェアベースのセキュリティ対策の使用であり、これはデバイスへの不正アクセスを防ぐのに役立ちます。

ハードウェアセキュリティと信頼できるプラットフォームについてもっと学ぶために、私たちのパートナーであるArrow Electronicsの記事次世代のスマートスペース革命は、基礎からセキュリティを確保する必要がありますを読んでください。

最新のトレンドを把握し、より良い設計を作り出す

マイクロコントローラ技術は、ますます幅広いアプリケーションのニーズに応えるために絶えず進化しています。この記事で取り上げられているトレンドは、今後もマイクロコントローラの設計と機能に影響を与え続けるでしょう。技術が進化し続けるにつれて、マイクロコントローラの分野でもさらなる進歩が見られるでしょうし、エンジニアが最新のマイクロコントローラのトレンドを把握し、設計に使用するデバイスを賢明に、情報に基づいて選択できるようにすることが重要です。