BackgroundEdit
počátky obou mikroprocesor a mikrokontrolér lze vysledovat zpět k vynálezu MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), také známý jako MOS tranzistoru. Byl vynalezen Mohamedem m. Atallou a Dawonem Kahngem v Bell Labs v roce 1959 a poprvé předveden v roce 1960. Ve stejném roce Atalla navrhl koncept integrovaného obvodu MOS, což byl čip integrovaného obvodu vyrobený z MOSFETů. Do roku 1964 dosáhly čipy MOS vyšší hustoty tranzistorů a nižších výrobních nákladů než bipolární čipy. MOS čipy dále zvyšuje složitost rychlostí předpovídal mooreův zákon, což vede k velké integrace (LSI) s stovky tranzistorů na jediném MOS čip do pozdní 1960. Aplikace MOS LSI čipy, aby výpočetní technika byla základem pro první mikroprocesory, jako inženýři začali uznává, že kompletní počítač procesor by mohl být obsažen na jediném MOS LSI čip.
první multi-chip mikroprocesory, Čtyř-Fázové Systémy AL1 v roce 1969 a Garrett AiResearch MP944 v roce 1970, byly vyvinuty s více MOS LSI čipy. Prvním jednočipovým mikroprocesorem byl Intel 4004, vydaný na jediném čipu MOS LSI v roce 1971. To byl vyvinut Federico Faggin, pomocí jeho silicon gate MOS technologie, spolu s Intel inženýři Marciona Hoff a Stan Mazor a Busicom inženýr Masatoshi Shima. Následoval 4bitový Intel 4040, 8bitový Intel 8008 a 8bitový Intel 8080. Všechny tyto procesory vyžadovaly několik externích čipů k implementaci pracovního systému, včetně čipů paměti a periferního rozhraní. Jako výsledek, celkové náklady na systém bylo několik set (1970 USA) dolarů, takže je nemožné, aby ekonomicky počítačově malé spotřebiče. MOS Technology představil sub-$100 mikroprocesorů, 6501 a 6502, s hlavním cílem řešení této ekonomické překážky, ale tyto mikroprocesory stále vyžaduje externí podporu paměti a periferní čipy, které držel celkové systémové náklady na stovky dolarů.
vývojEditovat
jedna kniha připisuje inženýrům ti Garymu Booneovi a Michaelu Cochranovi úspěšné vytvoření prvního mikrokontroléru v roce 1971. Výsledkem jejich práce byl TMS 1000, který se stal komerčně dostupným v roce 1974. Kombinoval paměť pouze pro čtení, paměť pro čtení/zápis, procesor a hodiny na jednom čipu a byl zaměřen na vestavěné systémy.
Během brzy-k-střední-1970, Japonský výrobce elektroniky začal vyrábět mikroprocesory pro automobily, včetně 4-bit MCUs pro in-car entertainment, automatické stěrače, elektronické zámky, palubní desku, a 8-bit MCUs pro řízení motoru.
Částečně v reakci na existenci single-čip TMS 1000, Intel vyvinul počítačový systém na čipu optimalizována pro ovládání aplikací, Intel 8048, s komerční částí, první plavby v roce 1977. Kombinoval RAM a ROM na stejném čipu s mikroprocesorem. Mezi mnoha aplikacemi by tento čip nakonec našel cestu do více než jedné miliardy počítačových klávesnic. V té době Intel Předsedající, Lukáš J. Valenter, uvedl, že mikrokontrolér byl jedním z nejúspěšnějších produktů v historii firmy, a on rozšířil mikrokontroléru rozdělení rozpočtu o více než 25%.
většina mikrokontrolérů v této době měla souběžné varianty. Jeden měl programovou paměť EPROM s průhledným křemenným oknem ve víku obalu, aby mohl být vymazán vystavením ultrafialovému světlu. Tyto vymazatelné čipy byly často používány pro prototypování. Druhou variantou byla buď maska naprogramovaná ROM, nebo PROM varianta, která byla programovatelná pouze jednou. Pro druhé bylo někdy použito označení OTP, které znamená „jednorázově Programovatelné“. V mikrokontroléru OTP byl PROM obvykle identického typu jako EPROM, ale čipový balíček neměl křemenné okno; protože neexistoval způsob, jak vystavit EPROM ultrafialovému světlu, nemohl být vymazán. Protože vymazatelné verze vyžadovaly keramické obaly s křemennými okny, byly výrazně dražší než verze OTP, které mohly být vyrobeny v levnějších neprůhledných plastových obalech. Pro erasable variant, křemen bylo požadováno, namísto méně nákladné, skleněné, pro jeho transparentnost na ultrafialové světlo—sklo, které je do značné míry neprůhledné—ale hlavní náklady derivační byl keramické balíček sám.
V roce 1993, zavedení EEPROM paměti povoleno mikrokontrolérů (počínaje Mikročip PIC16C84) musí být elektricky smazána rychle bez drahé balíček, jak je požadováno pro EPROM, což umožňuje rychlé prototypování a programování systému. (Technologie EEPROM byla k dispozici před touto dobou, ale dřívější EEPROM byl dražší a méně odolný, takže byl nevhodný pro nízkonákladové sériově vyráběné mikrokontroléry.) Ve stejném roce Atmel představil první mikrokontrolér využívající Flash paměť, speciální typ EEPROM. Ostatní společnosti rychle následovaly, s oběma typy paměti.
v dnešní době jsou mikrokontroléry levné a snadno dostupné pro fandy, s velkými online komunitami kolem určitých procesorů.
objem a nákladyeditovat
v roce 2002 bylo asi 55% všech procesorů prodávaných na světě 8bitovými mikrokontroléry a mikroprocesory.
v roce 1997 bylo prodáno více než dvě miliardy 8bitových mikrokontrolérů a podle Semica bylo v roce 2006 prodáno více než čtyři miliardy 8bitových mikrokontrolérů. Více nedávno, Semico tvrdí, že trh MCU vzrostl 36.5% v 2010 a 12% v 2011.
typický domov ve vyspělé zemi má pravděpodobně pouze čtyři univerzální mikroprocesory, ale kolem tří desítek mikrokontrolérů. Typický automobil střední třídy má asi 30 mikrokontrolérů. Najdete je také v mnoha elektrických zařízeních, jako jsou pračky, mikrovlnné trouby a telefony.
Historicky, 8-bit segmentu dominuje MCU trhu 16-bit mikrokontroléry se stal největší objem MCU kategorii v roce 2011, předjíždění 8-bitových zařízení poprvé, že rok IC Insights věří, že make-up v MCU trh dozná podstatné změny v příštích pěti letech s 32-bit zařízení neustále popadat větší podíl z prodeje a jednotky objemu. Do roku 2017, 32-bit MCUs se očekává, že tvoří 55% z mikrokontroléru prodeje, pokud jde o jednotku objemu, 32-bit MCUs se očekává, že účet pro 38% z mikrokontroléru zásilek v roce 2017, zatímco 16-bitových zařízení bude zastupovat 34% z celkového počtu, a 4-/8-trochu vzory jsou prognózy na 28% prodaných jednotek, které rok.Očekává se, že 32bitový trh MCU rychle poroste kvůli rostoucí poptávce po vyšší úrovni přesnosti v systémech vestavěného zpracování a růstu připojení pomocí Internetu. V příštích několika letech se očekává, že komplexní 32bitové MCU budou představovat více než 25% výpočetního výkonu ve vozidlech.
— IC Insights, MCU Trhu na Migrační Cestu pro 32-bitové a ARM-založené Zařízení
Náklady na výrobu mohou být pod $0.10 na jednotku.
náklady v průběhu času klesaly, přičemž Nejlevnější 8bitové mikrokontroléry byly k dispozici za méně než 0.03 USD v 2018 a některé 32bitové mikrokontroléry kolem us $ 1 pro podobné množství.
V roce 2012, po globální krizi—nejhorší roční pokles tržeb a zotavení a průměrná prodejní cena rok-přes-rok vrhat 17%—největší pokles od roku 1980—průměrná cena pro mikrokontrolér byl US$0.88 ($0.69 na 4-/8-trochu, $0.59 pro 16-bit, $1.76 pro 32-bit).
v roce 2012 se celosvětový prodej 8bitových mikrokontrolérů pohyboval kolem 4 miliard USD, zatímco 4bitové mikrokontroléry také zaznamenaly významné prodeje.
v roce 2015 bylo možné zakoupit 8bitové mikrokontroléry za $ 0.311 (1000 jednotek), 16bitové za $ 0.385 (1000 jednotek) a 32bitové za $0.378 (1000 jednotek, ale za $0.35 z 5000).
V roce 2018, 8-bit mikroprocesory je možné zakoupit za $0.03, 16-bit pro $0.393 (1 000 jednotek, ale na $0.563 pro 100 nebo $vzduchu 0,349 pro plné naviják 2000), a 32-bit pro $0.503 (1 000 jednotek, ale na $0.466 za 5000). Levnější 32bitový mikrokontrolér v jednotkách jednoho může být za 0,891$.
V roce 2018, nízké ceny mikrokontrolérů výše, od roku 2015 jsou všechny dražší (s inflací počítá mezi 2018 2015 a ceny pro ty konkrétní jednotky): 8-bitový mikrokontrolér je možné zakoupit za $0.319 (1000 jednotek) nebo o 2,6% vyšší, 16-bit jeden za $0.464 (1 000 jednotek) nebo 21% vyšší, a 32-bit jeden pro $0.503 (1 000 jednotek, ale na $0.466 za 5000) nebo 33% vyšší.
Nejmenší computerEdit
Dne 21. června 2018, „svět je nejmenší počítač“ oznámila University of Michigan. Zařízení je “ 0.04mm3 16nW bezdrátový a batteryless senzorový systém s integrovaným procesorem Cortex-M0+ a optickou komunikací pro měření buněčné teploty.“To“ měří jen 0.3 mm na stranu zakrslou zrnkem rýže. Kromě RAM a fotovoltaiky mají nová výpočetní zařízení procesory a bezdrátové vysílače a přijímače. Protože jsou příliš malé na to, aby měly konvenční rádiové antény, přijímají a přenášejí data viditelným světlem. Základnová stanice poskytuje světlo pro napájení a programování a přijímá data.“Zařízení je 1/10th velikost IBM již dříve tvrdil, světový rekord-velké počítače z měsíce zpět v Březnu 2018, který je „menší než zrnko soli“, má milion tranzistorů, stojí méně než $0.10 výroba a v kombinaci s technologií blockchain je určena pro logistiku a „krypto-kotvy“ – aplikace digitálních otisků prstů.