Я, среди других, был поражен новости прошлого года в блоге EEVblog говорится, что некоторые микроконтроллеры продаются всего по 0,03 доллара за штуку.
Как это было возможно? Многие предполагали, что это распродажа или старые акции.
Углубившись в историю, я пришел к выводу, что существует целый сегмент рынка сверхдешевых микроконтроллеров.
Практически все они производятся малоизвестными компаниями из Китая или Тайваня.
В этой статье я подвел итоги своих исследований в этой довольно необычной нише.
Мы уже знаем, что существует довольно широкий спектр очень мощных микроконтроллеров стоимостью 1 доллар, но как насчет MCU по цене 0,1 доллара? Так ли они «ужасны», как их описывают?
Методология
Как определить микроконтроллер, который стоит 0,1 доллара? Да, как пожелаете; выбор определения произволен.Я решил пойти прямо, воспользовавшись стоимостью 100 штук в магазине LCSC. Я нашел шесть производителей, предлагающих один или несколько чипов стоимостью менее 0,1 доллара, и все они были из Азии.
Если чипы предлагались в разных корпусах, я выбирал вариант SOP8. У некоторых производителей было несколько кандидатов, поэтому мне пришлось ограничиться выбором типовых устройств для итогового списка из 8 кандидатов.
Микроконтроллеров по цене 0,1 доллара у крупных дистрибьюторов вроде Digikey или Mouser я не нашел.
Очевидно, это не означает, что такие микроконтроллеры невозможно найти у западных производителей – все зависит от объема заказа.
Здесь действуют два фактора: во-первых, LCSC работает с гораздо более низкой наценкой, чем крупные дистрибьюторы.
Во-вторых, крупные производители микроконтроллеров не зависят от мелких покупателей, поэтому свободно устанавливают цену на товар, приобретаемый в небольших количествах.
В отсутствие программистов и тестовых стендов мне удалось просмотреть большинство устройств, основываясь только на их характеристиках, за исключением MCU от Padauk.
Обзор
Всего я отобрал восемь кандидатов от шести разных производителей.Сводная таблица представлена ниже.
Сходство очевидно — все устройства рассчитаны на аккумуляторную архитектуру и, несомненно, основаны на микрочипе PIC12. За исключением MDT, все производители изменили и дополнили конструкции своих чипов.
Причин, вероятно, две: во-первых, хотели избежать юридических проблем с Microchip, во-вторых, PIC12 имеет серьезные ограничения.
Поработали с основными недостатками — отсутствием прерываний, адресным пространством JMP/CALL, переключением банков памяти и периферии.
К сожалению, производители не поделились такими подробностями, как кодировка инструкций или алгоритмы памяти.
Вся разработка для этих устройств должна осуществляться через IDE производителя.
За исключением Holtek, все устройства используют интерфейс программирования высокого напряжения, и их нелегко программировать в полевых условиях.
Только Padauk и Holtek предлагают устройства, которые можно программировать более одного раза.
→ Кликабельно.
Есть PDF-версия
Избранные находки
Боджуксинг Индастриал
Чип BJ8P509F стоимостью 0,0466 доллара США представляет собой слегка улучшенную версию PIC12C509. Набор команд был расширен с 12 до 13 бит. Это позволяет использовать jmp с полной адресацией памяти.Кроме того, добавлены возможности работы с прерываниями и расширен HW-стек.
Есть спецификация на английском языке, и она достаточно подробная для работы с чипом.
К сожалению, сайт производителя и IDE только на китайском языке.
Истсофт Микро
Eastsoft Micro имеет большой портфель микроконтроллеров на базе PIC. Свою версию архитектуры HR7P они называют RISC. Это полноценная аккумуляторная архитектура с поддержкой прерываний, 8-уровневым стеком и доступом к памяти и вводу/выводу без переключение банков .У них есть один чип стоимостью менее 0,1 доллара — HR7P153P45SA. Примечательные особенности включают поддержку 12-битного АЦП, низкоскоростной генератор для работы с низким энергопотреблением и добавление двух таймеров с поддержкой ШИМ.
К сожалению, сайт и характеристики только на китайском языке.
Холтек
Holtek — известный производитель микроконтроллеров из Тайваня.Их представитель в этой категории, HT68F001, совершенно уникален: ограниченное устройство с 512 словами программной флэш-памяти и 16 байтами оперативной памяти.
Архитектура очень похожа на PIC12, тактируется только внутренним генератором на частоте 32 кГц.
Поскольку для выполнения каждой инструкции требуется 4 такта, она выполняет только 8000 инструкций в секунду! Судя по всему, этот чип предназначен для сверхмаломощных приложений, не требовательных к производительности.
Чип имеет отличную документацию.
Имеется веб-сайт, спецификация, примечания по применению и IDE. Это также единственный чип с возможностью программирования флэш-памяти при низком напряжении.
Все это отличает продукцию Holtek от остальных.
Однако, учитывая ограниченную функциональность этого чипа, похоже, сегмент сверхнизких чипов не является приоритетным для Holtek.
Падук
Понятно, что Падук чувствует себя как дома на рынке чипов стоимостью менее 0,1 доллара.Они предлагают десятки продуктов в этом ценовом диапазоне с различными функциями и типами корпусов.
Все они основаны на архитектуре Padauk MCU, которая гораздо более совершенна по сравнению с PIC12: она использует отдельные области памяти для ввода-вывода и SRAM, а также позволяет обращаться ко всей памяти без переключения банков.
В отличие от всех остальных устройств, здесь стек находится в оперативной памяти.
Большинство инструкций выполняются за один такт. Одним из интересных и необычных аспектов архитектуры Padauk является то, что она предназначена для синхронной многопоточности, что позволяет нескольким программам работать параллельно на одном ядре микроконтроллера с использованием схемы вытесняющей многозадачности.
Они называют эту концепцию программируемой процессорной матрицей (FPPA).
Архитектура XMOS использует аналогичную концепцию.
Одним из полезных вариантов использования многопоточности в небольших микроконтроллерах является создание виртуальных периферийных устройств, таких как UART, I 2 C, работающий параллельно с основной программой.
Я выбрал три типичных продукта SOP8: PMS150C, PFS154 и PFS173. Все они имеют один модуль FPPA, поэтому не поддерживают многопоточность.
PMS150C — самый дешевый вариант, его стоимость составляет 0,033 доллара, что делает его оригинальным «трехцентовым микроконтроллером».
Устройство имеет единоразово программируемую память объемом 1 килослов и 64 байта оперативной памяти.
Периферия представлена множеством конкурирующих вариантов — 16-битный таймер, 8-битный таймер ШИМ, низкочастотный генератор, аналоговый компаратор с 4-битным ЦАП опорного напряжения, с помощью которого можно реализовать простейшие варианты АЦП.
Всего этого достаточно для реализации простых функций датчика и модуля управления.
PFS154 стоит почти в два раза дороже.
Однако, в отличие от PMS150, он имеет флэш-память мощностью 2 кВт и может программироваться несколько раз, что гораздо удобнее для реальной разработки.
Периферия расширяется за счет 3x11-битных ШИМ-модулей, вполне пригодных для управления RGB-светодиодами.
Наконец, PFS173 совершенствует чип PFS154 за счет добавления 8-битного АЦП и расширения флэш-памяти до 3 килослов, а оперативной памяти — до 256 байт. Padauk предоставляет IDE для разработки на языке ассемблера и довольно загадочный диалект C (Mini-C).
У них отличные спецификации на английском и китайском языках, а также двуязычный веб-сайт. Программирование устройств осуществляется по высоковольтному протоколу по 5 или 6 проводам, что затрудняет программирование чипа на месте.
Инструментарий с открытым исходным кодом
Вокруг Padauk MCU в EEVblog сформировалось небольшое сообщество, пытающееся создать набор инструментов с открытым исходным кодом для своих чипов.Большая часть работы описано в этой теме .
Инженерный анализ завершен по состоянию на август 2019 г.
инструкции кодирования , описано протокол программирования , развитый открытый программист SDCC интегрирует поддержку нескольких вариантов архитектуры PDK. Под все упомянутые чипы от Padauk уже можно разрабатывать, используя полностью открытый набор инструментов.
Пуолоп
Puolop — китайский производитель микроконтроллеров и различных смешанных аналого-цифровых схем со штаб-квартирой в Шэньчжэне.Под своим брендом они предлагают широкий ассортимент чипов от Padauk, в частности старые версии OTP. Например, Puolop PTB150CSE внешне абсолютно идентичен Padauk PMS150C. Их стоимость немного меньше оригинала (0,0315 доллара против 0,334 доллара).
Неясно, какая связь существует между этими брендами, но похоже, что Padauk выступает поставщиком Puolop. Сайт компании и вся документация только на китайском языке.
Предпочитать чипсы от «Пуолоп» чипсам от «Падаукс» нет никаких оснований – разве что для экономии небольшой части цены.
Испринг Тех / МДТ
Yspring Tech — китайская компания, предлагающая широкий спектр устройств, функционально сопоставимых с конкурентами от Microchip. Судя по всему, большая часть ассортимента была взята из МДТ , тайваньской компании, которую Yspring либо купила, либо стала партнером.Микрочип сопротивлялся их бизнес-модели остались в прошлом.
Ysprings добавляет в этот обзор MDT10P509 за 0,0795 доллара США.
Это устройство выглядит как полный клон PIC12C509. Возможно, он будет полезен как дешевая замена оригиналу, но по характеристикам он явно уступает другим продуктам этой категории.
MDT10P509 предлагает 1 килослов одноразовой памяти, 41 байт ОЗУ и один 8-битный таймер в качестве периферийных устройств.
Он, как и PIC12C509, не имеет прерываний, только двухуровневый аппаратный стек, а инструкции выполняются за 4 такта.
Заключение
Действительно ли эти микроконтроллеры «ужасны»? Очевидно, зависит от точки зрения.Они относятся к особой категории необслуживаемой продукции с низкой функциональностью и низкой стоимостью при оптовых закупках.
Вам нужно дождаться нажатия кнопки, а затем пять раз мигнуть светодиодом? Вам нужно использовать ночник на батарейках? Чипы стоимостью до 0,1 доллара помогут вам снизить затраты и сократить время разработки.
Загвоздка в том, что разработка для большинства этих устройств будет затруднительной из-за ограниченной доступности возможностей флэш-прошивки и внутрисхемного программирования.
Отладка обычно возможна только через эмуляторы схем.
Если вам нравится работать с дешевыми микроконтроллерами, то серия Padauk, без сомнения, лучший выбор.
У них мощнейшая архитектура, широкий набор устройств, включая флэш-варианты, хорошая документация и единственная линейка с набором открытых инструментов.
Теги: #Программирование микроконтроллеров #Производство и разработка электроники #микроконтроллеры #mcu #дешево
-
Охрана Периметра: Скизел Против Скайнета
19 Oct, 24 -
Пул Подключений К Базе Данных
19 Oct, 24 -
Использование Игры! Фреймворк В Gedit
19 Oct, 24 -
Hp Хочет Приучить Нас К Бумажному Интернету?
19 Oct, 24
