Топ-6 тенденций в технологии микроконтроллеров

Технология микроконтроллеров (MCU) прошла долгий путь с момента своего появления в 1970-х годах. В последние годы несколько тенденций на рынке микроконтроллеров повлияли на дизайн и функциональность этих устройств. Сегодня микроконтроллеры – которые по сути являются компьютерами, заключенными в интегральную схему, которую можно программировать для выполнения конкретных задач – находятся в сердце широкого спектра электронных устройств, варьирующихся от бытовой техники и автомобилей до промышленных систем управления и медицинского оборудования.

MCU против FPGA и ASIC

Чтобы понять различные возможности и наиболее распространенные применения MCU в сравнении с ASIC и FPGA, смотрите наше руководство, FPGA против MCU: Какой процессор выбрать?

Глобальный рынок микроконтроллеров был оценен в 18,5 миллиарда долларов США в 2021 году и, по прогнозам, будет расти с совокупной годовой ставкой роста (CAGR) 9,8% с 2022 по 2030 год, согласно исследованию Grand View Research. Во всем мире в 2021 году было отгружено более 29 миллиардов единиц микроконтроллеров. В этой статье мы обсудим некоторые из ведущих тенденций в технологии микроконтроллеров, которые формируют способ их проектирования и использования.

1. Микроконтроллеры с низким энергопотреблением для IoT, умного дома и носимых устройств

Одна из тенденций, которая привлекла много внимания, – это возрастающее использование микроконтроллеров с низким энергопотреблением для приложений IoT, умного дома, умных зданий и носимых устройств. Эти микроконтроллеры разработаны таким образом, чтобы потреблять очень мало энергии, что делает их идеальными для использования в портативных и других устройствах, которым необходимо работать длительное время без источника питания.

Микроконтроллеры являются важным компонентом устройств IoT и умного дома, обеспечивая вычислительную мощность и связь, необходимые для сбора, анализа и передачи данных. Одно из развитий, связанных с MCU для приложений IoT и умного дома, – это возрастающее использование вариантов беспроводной связи, включая Bluetooth, Wi-Fi и Zigbee. Эти беспроводные технологии упрощают интеграцию MCU в продукты.

Для ознакомления с МКУ, имеющими возможности подключения Bluetooth 5, смотрите наши Рекомендации по выбору микроконтроллеров с Bluetooth 5. Если вы разрабатываете продукт, который будет использовать Ethernet для подключения, возможно, из-за желания воспользоваться преимуществами Power over Ethernet (PoE) для питания вашего приложения, смотрите Работа с Ethernet МКУ с поддержкой PHY для IPv4/IPv6 IoT.

2. Автомобильные МКУ с расширенными вычислительными возможностями

По мере развития технологий микроконтроллеры используются в более широком спектре приложений, требующих более сложной обработки. Это привело к разработке микроконтроллеров с более мощными процессорами и большим объемом памяти. Одним из примеров этой тенденции является увеличение использования микроконтроллеров в автомобильных приложениях.

Современные автомобили становятся все более сложными с такими функциями, как системы помощи водителю (ADAS), голосовые развлекательные системы и возможности автономного вождения. Эта тенденция создает огромные бизнес-возможности. Все эти функции требуют значительной вычислительной мощности, которую обеспечивают МКУ с расширенными вычислительными возможностями, разработанные и сертифицированные для требовательных автомобильных приложений.

3. Более надежные и высокопрочные промышленные МКУ

Третья тенденция на рынке микроконтроллеров - это растущее использование микроконтроллеров в промышленном секторе. Промышленные микроконтроллеры используются для управления широким спектром оборудования, включая станки, производственные системы, интеллектуальные роботы и многое другое. Такие промышленные МКУ часто разрабатываются с особым упором на высокую надежность и долговечность, что делает их способными выдерживать суровые промышленные условия.

Одним из примеров этой тенденции является использование микроконтроллеров в «Индустрии 4.0», которая относится к интеграции передовых технологий, таких как искусственный интеллект (AI), машинное обучение (ML) и технологии IoT в сложные автоматизированные производственные системы. Ожидается, что Индустрия 4.0 революционизирует производство, и микроконтроллеры сыграют ключевую роль в воплощении этих достижений.

Для ознакомления с некоторыми МКУ, подходящими для малых роботов, и тем, на что следует обратить внимание при их выборе, смотрите наше руководство о лучших МКУ для применения в робототехнике.

4. Микроконтроллеры меньшего размера и с меньшим энергопотреблением для встраиваемых систем

Четвертый тренд на рынке микроконтроллеров - это увеличение использования микроконтроллеров во встраиваемых системах. Эти микроконтроллеры должны потреблять очень мало энергии, не уступая в производительности. Производители будут использовать множество методов для снижения энергопотребления микроконтроллеров, включая снижение частоты тактового сигнала, динамическое масштабирование, управление тактированием, индивидуальное управление периферийными устройствами и многое другое.

Низкое энергопотребление также способствует уменьшению размеров устройств за счет снижения требований к источнику питания. Устройство с низким энергопотреблением может работать длительное время от очень маленькой батареи. Этот тренд побудил многих производителей микроконтроллеров выпускать энергоэффективные микроконтроллеры с низким энергопотреблением для встраиваемых систем, которые легко программировать и при этом обеспечивают высокую производительность.

Чтобы узнать о преимуществах использования микроконтроллера с интегрированным аналоговым компаратором для некоторых приложений, а также ознакомиться с обзором некоторых популярных микроконтроллеров с аналоговым компаратором, смотрите наше руководство, Нужен ли вам аналоговый компаратор в вашем микроконтроллере?

5. Микроконтроллеры для широкого спектра медицинских приложений

Растущее использование микроконтроллеров в здравоохранении - это пятый значимый тренд на рынке микроконтроллеров. Медицинские приложения, в которых все чаще используются микроконтроллеры, охватывают широкий спектр медицинских устройств, систем мониторинга пациентов, диагностического оборудования и многого другого. Ожидается, что использование микроконтроллеров в здравоохранении будет значительно расти в ближайшие годы по мере увеличения спроса на передовые медицинские технологии.

С уменьшением размеров и улучшением вычислительной мощности новые медицинские устройства теперь способны собирать данные пациентов и принимать решения, которые могут улучшить лечение, медикаментозную терапию и результаты. Некоторые из этих систем заменяют необходимость визита врача к пациенту для осмотра симптомов. Это великое достижение в медицинской области, улучшающее качество оказываемой медицинской помощи и снижающее стоимость лечения.

6. Безопасность: Все более важная проблема

Наконец, последний, но не менее важный аспект - это растущее внимание к безопасности микроконтроллеров. По мере распространения IoT, умных домов и других подключенных устройств риски кибератак и утечек данных продолжают расти. Микроконтроллеры потенциально уязвимы для взлома и других угроз безопасности, что может иметь серьезные последствия. Чтобы решить эту проблему, производители микроконтроллеров разрабатывают более безопасные микроконтроллеры, устойчивые к взлому и другим формам кибератак.

Один из трендов, связанных с безопасностью микроконтроллеров, - это использование шифрования и безопасных протоколов связи, таких как SSL и TLS. Эти технологии помогают защитить от утечек данных и гарантировать, что частная и конфиденциальная информация остается таковой. Другой тренд - это использование аппаратных мер безопасности, таких как безопасная загрузка и аппаратная аутентификация, которые помогают предотвратить несанкционированный доступ к устройствам.

Узнайте больше о безопасности аппаратных средств и доверенных платформах, прочитав эту статью от нашего партнера Arrow Electronics, Следующая революция в умных пространствах должна обеспечить свою безопасность с самого начала.

Оставайтесь в курсе последних тенденций и создавайте лучшие проекты

Технология микроконтроллеров постоянно развивается, чтобы удовлетворить потребности все более широкого круга приложений. Тенденции, описанные в этой статье, будут продолжать влиять на дизайн и функциональность микроконтроллеров в ближайшие годы. По мере развития технологий мы увидим дальнейшие достижения в области микроконтроллеров, и для инженеров важно оставаться в курсе последних тенденций в области микроконтроллеров, чтобы они могли принимать обоснованные, информированные решения относительно того, какие устройства использовать в своих проектах.