10 Principais Tendências em Microcontroladores para 2024

Impulsionados por uma demanda insaciável por dispositivos eletrônicos mais inteligentes, eficientes e versáteis, a paisagem dos microcontroladores (MCU) está evoluindo rapidamente. Microcontroladores – os cérebros compactos, porém formidáveis, por trás de uma gama de gadgets, desde eletrodomésticos até equipamentos industriais – estão na vanguarda do avanço tecnológico e passando por mudanças notáveis.

Este artigo irá explorar dez principais tendências de microcontroladores para 2024, examinando como esses desenvolvimentos estão aprimorando as capacidades e funcionalidades de vários eletrônicos e pavimentando o caminho para futuras inovações.

1. Capacidades de Integração Aprimoradas

Uma tendência proeminente em microcontroladores para 2024 é o impulso em direção a capacidades de integração aprimoradas. Os fabricantes estão cada vez mais incorporando funcionalidades adicionais – como comunicações sem fio e recursos de segurança avançados – diretamente nas unidades de microcontroladores. Essa integração simplifica as complexidades de design e reduz o tamanho geral e o consumo de energia dos dispositivos.

A integração aprimorada é particularmente vital no desenvolvimento de dispositivos IoT, onde o espaço e a eficiência energética são cruciais. Tais avanços estão possibilitando uma nova geração de dispositivos compactos, conectados e seguros, abrindo caminho para aplicações mais sofisticadas tanto no setor de consumo quanto no industrial.

Os MCUs SimpleLink™ da Texas Instruments são um ótimo exemplo. Esses MCUs oferecem conectividade sem fio integrada e segurança avançada, mostrando a tendência em direção a soluções de microcontroladores mais integradas.

2. Eficiência Energética Melhorada

A eficiência energética continua sendo um foco crítico no desenvolvimento de microcontroladores. Em 2024, estamos vendo uma nova onda de MCUs de ultra-baixo consumo projetados para estender a vida útil da bateria de dispositivos portáteis e vestíveis. Esses MCUs são projetados para operar em níveis mínimos de energia enquanto mantêm o desempenho ótimo, um requisito essencial para aplicações como sensores remotos e dispositivos de monitoramento de saúde.

A série STM32L de MCUs da STMicroelectronics se destaca pelo seu consumo ultra-baixo de energia, tornando-os ideais para aplicações eficientes em energia em dispositivos portáteis e vestíveis.

3. Recursos de Segurança Avançados

À medida que o mundo se torna cada vez mais conectado, a importância da segurança em microcontroladores não pode ser subestimada. Em 2024, vemos MCUs com recursos de segurança avançados se tornando um padrão. Esses recursos incluem criptografia baseada em hardware, processos de inicialização segura e capacidades integradas de detecção de ameaças.

Essa tendência é crítica para abordar as crescentes preocupações sobre privacidade de dados e ameaças de cibersegurança, especialmente em aplicações que envolvem dados sensíveis como transações financeiras ou informações de saúde pessoal.

As famílias de MCU SAM L10 e SAM L11 da Microchip foram projetadas com foco em segurança avançada. Elas apresentam criptografia baseada em hardware e capacidades de boot seguro, atendendo à crescente necessidade por soluções de microcontroladores seguras.

4. Maior Poder de Processamento 

Os microcontroladores estão testemunhando um aumento significativo em poder de processamento. A demanda por MCUs mais rápidos e poderosos é impulsionada pela necessidade de lidar com algoritmos complexos e grandes conjuntos de dados, especialmente em aplicações como inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina (ML). 

Em 2024, veremos microcontroladores equipados com velocidades de clock mais altas, mais núcleos e maior capacidade de memória. Esta tendência possibilita capacidades de processamento mais sofisticadas na borda, reduz a necessidade de cálculos baseados na nuvem e facilita a tomada de decisões em tempo real e mais rápida em aplicações como veículos autônomos e manufatura inteligente.

Os MCUs Crossover i.MX RT da NXP apresentam o núcleo de alta performance Arm® Cortex®-M e funcionalidade Zephyr RTOS em um microcontrolador otimizado para protocolos Ethernet em tempo real em aplicações industriais IoT e automotivas. 

5. Miniaturização

A tendência contínua de miniaturização em microcontroladores continua sem abrandar, com fabricantes produzindo MCUs cada vez menores sem comprometer a funcionalidade. Esta miniaturização é crítica em aplicações onde o espaço é limitado, como implantes médicos ou tecnologia wearable. MCUs menores permitem designs mais compactos e contribuem para o apelo estético de produtos de consumo. 

A série PIC10F da Microchip Technology mostra a tendência de miniaturização em microcontroladores. São MCUs pequenos, porém poderosos, projetados para aplicações sensíveis ao custo e com restrições de espaço. 

6. Opções de Conectividade Aumentadas

A conectividade é uma tendência crucial na indústria de microcontroladores, com um número crescente de MCUs apresentando múltiplas opções de conectividade. Estas incluem suporte para protocolos tradicionais como Ethernet e novos padrões como 5G, NB-IoT e LoRaWAN. 

A capacidade de suportar uma ampla gama de opções de conectividade é crucial no desenvolvimento de dispositivos IoT. Esta tendência permite que os dispositivos interajam de forma mais eficaz dentro do ecossistema IoT, melhorando a troca de dados, monitoramento remoto e capacidades de controle, que são cruciais para aplicações que vão desde casas inteligentes até automação industrial.

A série ESP32 da Espressif é notável por sua ampla gama de opções de conectividade, tornando-a uma escolha versátil para aplicações conectadas.

7. Adoção da Arquitetura RISC-V 

A adoção da arquitetura RISC-V em microcontroladores está ganhando ímpeto. Esta arquitetura de conjunto de instruções de padrão aberto (ISA) oferece flexibilidade e personalização que ISAs proprietárias não podem igualar. RISC-V permite que fabricantes e projetistas desenvolvam soluções de microcontroladores personalizadas para aplicações específicas sem as restrições de licenciamento e royalties associadas às ISAs tradicionais. Esta tendência está fomentando inovação e competição no mercado de microcontroladores, levando a ofertas de MCUs mais diversas e especializadas. 

SiFive oferece uma gama de microcontroladores baseados em RISC-V, que estão ganhando popularidade devido à sua personalização flexível e arquitetura de código aberto. Os núcleos da SiFive são pequenos e oferecem alta eficiência energética, possibilitando mais núcleos em um chip para computação altamente eficiente e econômica.

8. Expansão em Aplicações Automotivas

A indústria automotiva continua sendo um importante motor de inovação em microcontroladores. Em 2024, estamos vendo uma expansão das aplicações de MCUs em veículos, desde unidades de controle de motor até sistemas avançados de assistência ao motorista. A tendência para veículos elétricos e autônomos é particularmente influente, exigindo MCUs com alta confiabilidade e capacidades de processamento em tempo real. 

A família de microcontroladores AURIX™ da Infineon é projetada especificamente para uso automotivo. Oferece alto desempenho, recursos de segurança e capacidades em tempo real adequadas para controles de ADAS e EV.

9. Um Foco na Sustentabilidade

A sustentabilidade tornou-se uma consideração essencial para a indústria de microcontroladores. Os fabricantes estão respondendo desenvolvendo MCUs usando processos e materiais ambientalmente amigáveis. Além disso, há uma ênfase na criação de MCUs que possibilitam recursos de economia de energia em produtos finais, contribuindo para a redução da nossa pegada de carbono. 

Esta tendência é uma resposta às crescentes preocupações ambientais e ao impulso por soluções tecnológicas sustentáveis. Os fabricantes estão enfrentando desafios ambientais priorizando a sustentabilidade no desenvolvimento de MCUs e atendendo à crescente demanda do consumidor por produtos ecológicos.

Renesas oferece a Família de MCUs RL78, que apresentam baixo consumo de energia e operação eficiente, alinhando-se com o impulso da indústria em direção à sustentabilidade.

10. Desenvolvimento de MCUs Específicos para Aplicações

A tendência de desenvolver microcontroladores específicos para aplicações (ASMCUs) será proeminente em 2024. Esses MCUs especializados são projetados para atender aos requisitos únicos de aplicações específicas, como tecnologia wearable, dispositivos para casas inteligentes ou automação industrial. Ao personalizar MCUs para casos de uso específicos, os fabricantes podem otimizar desempenho, consumo de energia e custo.

O MCU Wearable Health™ da Maxim Integrated (agora parte da Analog Devices) é especificamente adaptado para wearables de saúde e fitness, exemplificando a tendência de desenvolver MCUs específicos para aplicações.

O que está no Horizonte

Ao olharmos para o futuro, as tendências na tecnologia de microcontroladores destacam uma paisagem de inovação, eficiência e personalização. Os avanços que vemos em 2024 refletem uma indústria que está se adaptando às demandas evolutivas da era digital e moldando o futuro da tecnologia.

Desde a integração aprimorada e eficiência energética até um foco na sustentabilidade e designs específicos para aplicações, essas tendências estão preparando o palco para mudanças transformadoras em várias indústrias. Designers eletrônicos e engenheiros devem entender e aproveitar essas tendências, pois fazer isso é crucial para desenvolver a próxima geração de produtos eletrônicos.