Top 6 trendów w technologii mikrokontrolerów

Technologia mikrokontrolerów (MCU) przeszła długą drogę od momentu swojego powstania w latach 70. W ostatnich latach kilka trendów na rynku mikrokontrolerów wpłynęło na projektowanie i funkcjonalność tych urządzeń. Dzisiaj mikrokontrolery – które są w zasadzie komputerami zamkniętymi w układzie scalonym, które można zaprogramować do wykonywania określonych zadań – są sercem szerokiej gamy urządzeń elektronicznych, począwszy od urządzeń domowych i samochodów, aż po systemy sterowania przemysłowego i sprzęt medyczny.

MCU vs FPGA i ASIC

Aby zrozumieć różne możliwości i najczęstsze zastosowania MCU w porównaniu z ASIC i FPGA, zobacz nasz przewodnik, FPGA vs. MCU: Który procesor wybrać?

Globalna wielkość rynku mikrokontrolerów była wyceniana na 18,5 miliarda USD w 2021 roku i ma rosnąć z roczną stopą wzrostu (CAGR) 9,8% od 2022 do 2030 roku, według Grand View Research. Na całym świecie wysłano ponad 29 miliardów jednostek mikrokontrolerów w 2021 roku. W tym artykule omówimy niektóre z głównych trendów w technologii mikrokontrolerów, które kształtują sposób projektowania i używania tych urządzeń.

1. Mikrokontrolery o niskim poborze mocy dla IoT, inteligentnego domu i urządzeń noszonych

Jednym z trendów, który zyskał dużo uwagi, jest rosnące wykorzystanie mikrokontrolerów o niskim poborze mocy dla aplikacji IoT, inteligentnego domu, inteligentnych budynków i urządzeń noszonych. Te mikrokontrolery są zaprojektowane tak, aby zużywać bardzo mało energii, co czyni je idealnymi do użytku w urządzeniach przenośnych i innych, które muszą działać przez długi czas bez źródła zasilania.

Mikrokontrolery są niezbędnym elementem urządzeń IoT i inteligentnego domu, zapewniając moc obliczeniową i łączność potrzebną do zbierania, analizowania i przesyłania danych. Jednym z rozwojów związanych z MCU dla aplikacji IoT i inteligentnego domu jest rosnące wykorzystanie opcji łączności bezprzewodowej, w tym Bluetooth, Wi-Fi i Zigbee. Te technologie bezprzewodowe ułatwiają integrację MCU z produktami.

Aby zapoznać się z przeglądem MCU z możliwościami łączności Bluetooth 5, zobacz nasze Wytyczne doboru mikrokontrolerów Bluetooth 5. Jeśli projektujesz produkt, który będzie używał Ethernetu do łączności, być może kierując się chęcią wykorzystania Power over Ethernet (PoE) do zasilania twojej aplikacji, zobacz Praca z mikrokontrolerami Ethernet z obsługą PHY dla IPv4/IPv6 IoT.

2. Mikrokontrolery samochodowe z zaawansowanymi możliwościami przetwarzania

W miarę postępu technologicznego, mikrokontrolery są używane w coraz szerszym zakresie aplikacji wymagających bardziej złożonego przetwarzania. Doprowadziło to do rozwoju mikrokontrolerów z bardziej potężnymi procesorami i większą pamięcią. Jednym z przykładów tego trendu jest rosnące użycie mikrokontrolerów w aplikacjach samochodowych.

Nowoczesne samochody stają się coraz bardziej zaawansowane z funkcjami takimi jak zaawansowane systemy wspomagania kierowcy (ADAS), systemy rozrywki aktywowane głosem i możliwości jazdy autonomicznej. Ten trend tworzy ogromne możliwości biznesowe. Wszystkie te funkcje wymagają znacznej mocy obliczeniowej, którą zapewniają mikrokontrolery z zaawansowanymi możliwościami przetwarzania, zaprojektowane i certyfikowane dla wymagających aplikacji samochodowych.

3. Bardziej wytrzymałe i niezawodne przemysłowe mikrokontrolery

Trzecim trendem na rynku mikrokontrolerów jest rosnące użycie mikrokontrolerów w sektorze przemysłowym. Przemysłowe mikrokontrolery są używane do sterowania szerokim zakresem sprzętu, w tym narzędziami maszynowymi, systemami produkcyjnymi, inteligentnymi robotami i wieloma innymi. Takie przemysłowe MCU są często projektowane tak, aby były niezwykle wytrzymałe i trwałe, co czyni je zdolnymi do wytrzymania trudnych warunków przemysłowych.

Jednym z przykładów tego trendu jest użycie mikrokontrolerów w „Przemysł 4.0”, który odnosi się do integracji zaawansowanych technologii takich jak sztuczna inteligencja (AI), uczenie maszynowe (ML) i technologie IoT w zaawansowane, zautomatyzowane systemy produkcyjne. Oczekuje się, że Przemysł 4.0 zrewolucjonizuje produkcję, a mikrokontrolery będą odgrywać kluczową rolę w umożliwianiu tych postępów.

Aby przyjrzeć się niektórym MCU odpowiednim dla mniejszych robotów – i jakich specyfikacji szukać przy wyborze jednego – zobacz nasz przewodnik na temat najlepszych MCU do zastosowań w robotyce.

4. Mniejsze, energooszczędne MCU dla systemów wbudowanych

Czwartym trendem na rynku mikrokontrolerów jest rosnące wykorzystanie mikrokontrolerów w systemach wbudowanych. Te mikrokontrolery muszą zużywać bardzo mało energii, nie tracąc przy tym na wydajności. Producenci stosują wiele metod, aby zmniejszyć zużycie energii przez MCU, w tym obniżanie częstotliwości zegara, dynamiczne skalowanie, bramkowanie zegara, indywidualną kontrolę peryferiów i wiele innych.

Niskie zużycie energii pomaga również w tworzeniu mniejszych urządzeń poprzez zmniejszenie wymaganego zasilania. Urządzenie o niskim zużyciu energii może pracować przez długi czas na bardzo małej baterii. Ten trend zachęcił wielu producentów MCU do produkcji energooszczędnych mikrokontrolerów dla systemów wbudowanych, które są łatwe w programowaniu i nadal oferują wysoką wydajność.

Aby dowiedzieć się więcej o zaletach używania MCU z zintegrowanym komparatorem analogowym w niektórych aplikacjach, wraz z przeglądem popularnych MCU z komparatorem analogowym, zobacz nasz przewodnik, Czy potrzebujesz komparatora analogowego w swoim MCU?

5. MCU dla szerokiej gamy zastosowań w opiece zdrowotnej

Rosnące wykorzystanie mikrokontrolerów w opiece zdrowotnej to piąty wpływowy trend na rynku mikrokontrolerów. Aplikacje opieki zdrowotnej, które coraz częściej wykorzystują MCU, obejmują szeroki zakres urządzeń medycznych, systemów monitorowania pacjentów, sprzętu diagnostycznego i innych. Oczekuje się, że wykorzystanie mikrokontrolerów w opiece zdrowotnej znacząco wzrośnie w nadchodzących latach wraz ze wzrostem zapotrzebowania na zaawansowane technologie w opiece zdrowotnej.

Zmniejszenie rozmiaru i poprawa mocy obliczeniowej nowych urządzeń medycznych umożliwiają zbieranie danych pacjentów i podejmowanie decyzji, które mogą poprawić leczenie, medykację i wyniki. Niektóre z tych systemów zastępują potrzebę wizyty lekarza u pacjenta w celu zbadania jego objawów. Jest to wielki postęp w dziedzinie medycyny, poprawiający jakość świadczonych usług zdrowotnych, jednocześnie redukując koszty leczenia.

6. Bezpieczeństwo: coraz ważniejsza kwestia

Ostatni, ale nie mniej ważny, jest rosnący nacisk na bezpieczeństwo mikrokontrolerów. Wraz z rozprzestrzenianiem się IoT, inteligentnych domów i innych urządzeń połączonych, ryzyko cyberataków i naruszeń danych stale rośnie. Mikrokontrolery są potencjalnie narażone na hacking i inne zagrożenia bezpieczeństwa, co może mieć poważne konsekwencje. Aby sprostać tym obawom, producenci mikrokontrolerów opracowują coraz bezpieczniejsze mikrokontrolery odporne na hacking i inne formy cyberataków.

Jednym z trendów związanych z bezpieczeństwem mikrokontrolerów jest stosowanie szyfrowania i bezpiecznych protokołów komunikacyjnych, takich jak SSL i TLS. Te technologie pomagają chronić przed naruszeniami danych i zapewniają, że prywatne i wrażliwe informacje pozostają takie. Innym trendem jest stosowanie sprzętowych środków bezpieczeństwa, takich jak bezpieczny rozruch i uwierzytelnianie oparte na sprzęcie, które pomagają zapobiegać nieautoryzowanemu dostępowi do urządzeń.

Dowiedz się więcej o bezpieczeństwie sprzętu i zaufanych platformach, czytając ten artykuł od naszego partnera, Arrow Electronics, Następna rewolucja inteligentnych przestrzeni musi zabezpieczyć się od podstaw.

Bądź na bieżąco z najnowszymi trendami i twórz lepsze projekty

Technologia mikrokontrolerów nieustannie ewoluuje, aby sprostać potrzebom coraz szerszego zakresu aplikacji. Trendy omówione w tym artykule będą nadal wpływać na projektowanie i funkcjonalność mikrokontrolerów w nadchodzących latach. W miarę jak technologia będzie się rozwijać, zobaczymy dalsze postępy w dziedzinie mikrokontrolerów, dlatego ważne jest, aby inżynierowie byli na bieżąco z najnowszymi trendami w mikrokontrolerach, aby mogli podejmować świadome, przemyślane decyzje dotyczące wyboru urządzeń do swoich projektów.