BackgroundEdit
As origens de ambos, o microprocessador e microcontrolador pode ser rastreada até a invenção do MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), também conhecido como o transistor MOS. Foi inventado por Mohamed M. Atalla e Dawon Kahng no Bell Labs em 1959, e demonstrado pela primeira vez em 1960. No mesmo ano, Atalla propôs o conceito de circuito integrado MOS, que era um chip de circuito integrado fabricado a partir de MOSFETs. Em 1964, os chips MOS tinham atingido maior densidade de transistores e menores custos de fabricação do que os chips bipolares. MOS fichas, aumentou ainda mais a complexidade, a uma taxa prevista pela lei de Moore, levando a integração em grande escala (LSI), com centenas de transistores em um único MOS chip pelo final da década de 1960. A aplicação de MOS-LSI chips de computação foi a base para os primeiros microprocessadores, como os engenheiros começaram a reconhecer que um computador completo processador poderia ser contida em uma única MOS-LSI chip.os primeiros microprocessadores multi-Chips, os sistemas de quatro fases AL1 em 1969 e o Garrett AiResearch MP944 em 1970, foram desenvolvidos com múltiplos chips MOS LSI. O primeiro microprocessador single-chip foi o Intel 4004, lançado em um único chip MOS LSI em 1971. Foi desenvolvido por Federico Faggin, usando sua tecnologia MOS de silicone, juntamente com os engenheiros marcianos Hoff e Stan Mazor, e o engenheiro Masatoshi Shima. Foi seguido pela Intel 4040 de 4 bits, A Intel 8008 de 8 bits e a Intel 8080 de 8 bits. Todos estes processadores exigiram vários chips externos para implementar um sistema de trabalho, incluindo chips de memória e interface periférica. Como resultado, o custo total do sistema foi de várias centenas de dólares, tornando impossível a informatização econômica de pequenos aparelhos. A MOS Technology introduziu microprocessadores sub-$100, os 6501 e 6502, com o objetivo principal de abordar este obstáculo econômico, mas esses microprocessadores ainda precisavam de suporte externo, memória e chips periféricos que mantiveram o custo total do sistema em centenas de dólares.
DevelopmentEdit
One book credits TI engineers Gary Boone and Michael Cochran with the successful creation of the first microcontroller in 1971. O resultado de seu trabalho foi o TMS 1000, que ficou comercialmente disponível em 1974. Ele combinou memória de leitura, memória de leitura/escrita, processador e relógio em um chip e foi direcionado para sistemas embutidos.
durante o início da década de 1970, fabricantes japoneses de eletrônicos começaram a produzir microcontroladores para automóveis, incluindo MCUs de 4 bits para entretenimento no carro, limpadores automáticos, fechaduras eletrônicas, e painel de instrumentos, e MCUs de 8 bits para controle de motores.
em parte em resposta à existência do single-chip TMS 1000, Intel desenvolveu um sistema de computador em um chip otimizado para aplicações de controle, o Intel 8048, com partes comerciais primeiro envio em 1977. Ele combinou RAM e ROM no mesmo chip com um microprocessador. Entre várias aplicações, este chip acabaria por encontrar o seu caminho para mais de um bilhão de teclados PC. Na época, o Presidente da Intel, Luke J. Valenter, afirmou que o microcontrolador era um dos produtos mais bem sucedidos na história da empresa, e ele expandiu o orçamento da Divisão de microcontroladores em mais de 25%.
A maioria dos microcontroladores nesta época tinham variantes concomitantes. Um tinha memória EPROM programa, com uma janela de quartzo transparente na tampa do pacote para permitir que ele fosse apagado por exposição à luz ultravioleta. Estes chips apagáveis eram frequentemente usados para prototipagem. A outra variante era uma ROM programada máscara ou uma variante PROM que só era programável uma vez. Para este último, às vezes a designação OTP foi usada, significando “programável uma vez”. Em um microcontrolador OTP, o PROM era geralmente de tipo idêntico ao EPROM, mas o pacote de chip não tinha janela de quartzo; porque não havia maneira de expor o EPROM à luz ultravioleta, ele não poderia ser apagado. Como as versões apagáveis exigiam pacotes de cerâmica com janelas de quartzo, eles eram significativamente mais caros do que as versões OTP, que poderiam ser feitas em pacotes de plástico opaco de menor custo. Para as variantes apagáveis, o quartzo era necessário, em vez de vidro menos caro, para a sua transparência para a luz ultravioleta—para a qual o vidro é em grande parte opaco—mas o principal diferenciador de custos era o próprio pacote de cerâmica.
In 1993, the introduction of EEPROM memory allowed microcontrollers (beginning with the Microchip PIC16C84) to be electrically delaged quickly without an expensive package as required for EPROM, allowing both rapid prototyping, and in-system programming. (A tecnologia EEPROM estava disponível antes desta época, mas o EEPROM anterior era mais caro e menos durável, tornando-o inadequado para microcontroladores de baixo custo produzidos em massa. No mesmo ano, Atmel introduziu o primeiro Microcontrolador usando memória Flash, um tipo especial de EEPROM. Outras empresas rapidamente seguiram o exemplo, com ambos os tipos de memória.atualmente, os microcontroladores são baratos e facilmente disponíveis para hobbyists, com grandes comunidades online em torno de certos processadores.
Volume e costEdit
em 2002, cerca de 55% de todos os CPUs vendidos no mundo eram microcontroladores de 8 bits e microprocessadores.
Mais de dois bilhões de microcontroladores de 8 bits foram vendidos em 1997, e de acordo com a Semico, mais de quatro bilhões de microcontroladores de 8 bits foram vendidos em 2006. Mais recentemente, a Semico afirmou que o mercado MCA cresceu 36,5% em 2010 e 12% em 2011.
um lar típico em um país desenvolvido é provável que tenha apenas quatro microprocessadores de propósito geral, mas cerca de três dúzias de microcontroladores. Um típico automóvel de médio alcance tem cerca de 30 microcontroladores. Eles também podem ser encontrados em muitos dispositivos elétricos, tais como máquinas de lavar roupa, fornos de microondas e telefones.
Historicamente, a 8-bit segmento tem dominado a MCU do mercado de 16 bits microcontroladores tornou-se o maior volume de MCU categoria em 2011, ultrapassando 8 bits para os dispositivos pela primeira vez esse ano IC Insights acredita que a maquiagem da MCU mercado vai sofrer alterações substanciais nos próximos cinco anos, com dispositivos de 32 bits com firmeza, agarrando uma fatia maior das vendas e os volumes de unidade. Até 2017, espera-se que o MCUs de 32 bits represente 55% das vendas de microcontroladores em termos de volumes unitários, espera-se que o MCUs de 32 bits represente 38% dos carregamentos de microcontroladores em 2017, enquanto os dispositivos de 16 bits representarão 34% do total, e 4-/8-prevê-se que os desenhos de bits sejam 28% das unidades vendidas nesse ano.Espera-se que o mercado MCU de 32 bits cresça rapidamente devido ao aumento da procura de níveis mais elevados de precisão nos sistemas de processamento incorporado e ao crescimento da conectividade através da Internet. Nos próximos anos, espera-se que o complexo MCUs de 32 bits represente mais de 25% da potência de processamento em veículos.
— Insights, MCU Market on Migration Path to 32-bit and ARM-based Devices
o custo de fabrico pode ser inferior a 0,10 dólares por unidade.
O custo caiu ao longo do tempo, com os microcontroladores de 8 bits mais baratos disponíveis para menos de 0,03 USD em 2018, e alguns microcontroladores de 32 bits em torno de US$1 Para quantidades semelhantes.
em 2012, na sequência de uma crise global – um declínio e recuperação de vendas anuais piores e o preço médio de venda ao longo do ano mergulhando 17% – A maior redução desde a década de 1980 – o preço médio para um microcontrolador foi de US $ 0,88(us $ 0,69 para 4-/8-bit, $0,59 para 16-bit, $1,76 para 32-bit).
em 2012, as vendas mundiais de microcontroladores de 8 bits foram de cerca de US $4 bilhões, enquanto os microcontroladores de 4 bits também viram vendas significativas.
em 2015, microcontroladores de 8 bits poderiam ser comprados por $ 0,311( 1,000 unidades), 16-bit por $0,385 (1,000 unidades), e 32-bit por $0,378 (1,000 unidades, mas em $0.35 por 5000).
em 2018, microcontroladores de 8 bits podem ser comprados por $ 0.03, 16-bit por $0.393 (1.000 unidades, mas em $0.563 por 100 ou $0.349 por bobina completa de 2000), e 32-bit por $0.503 (1.000 unidades, mas em $0.466 por 5.000). Um microcontrolador de 32 bits de preço mais baixo, em unidades de um, pode ser obtido por 0,891 dólares.
em 2018, os microcontroladores de baixo preço acima de 2015 são todos mais caros (com inflação calculada entre 2018 e 2015 preços para essas unidades específicas) em: o microcontrolador de 8 bits pode ser comprado por $0,319 (1.000 unidades) ou 2,6% mais alto, o de 16 bits por $0.464 (1.000 unidades) ou 21% mais alto, e o 32-bit um por $0.503 (1.000 unidades, mas a $0.466 por 5.000) ou 33% mais alto.
Menor computerEdit
Em 21 de junho de 2018, a “menor do mundo computador” foi anunciado pela Universidade de Michigan. O dispositivo é um ” 0.04mm3 16nW wireless and batteryless system with integrated Cortex-M0+ processor and optical communication for cellular temperature measurement.”It” mede apenas 0.3 mm para uma anà lateral por um grão de arroz. Além da RAM e da fotovoltaica, os novos dispositivos de computação têm processadores e transmissores e receptores sem fio. Como eles são muito pequenos para ter antenas de rádio convencionais, eles recebem e transmitem dados com luz visível. Uma estação base fornece luz para energia e programação, e recebe os dados.”O dispositivo é 1/10 do tamanho do computador de tamanho recorde mundial da IBM a partir de meses atrás em Março de 2018, que é “menor que um grão de sal”, tem um milhão de transistores, custa menos de $0.10 para a fabricação, e, combinado com a tecnologia blockchain, é destinado para a logística e “crypto-anchors”—aplicações digitais.