選擇合適的微控制器策略

　　2.不適宜32位處理器的場合

　　舊式CPU架構(gòu)無法滿足當(dāng)今的市場需求，為了解決這個問題，許多廠商升級至32位的處理平臺。對于需要32位處理能力的應(yīng)用來說這無疑是最棒的選擇，但是許多設(shè)計師轉(zhuǎn)換到32位平臺并非最正確的選擇。使用32位MCU來解決8位和16位單片機(jī)的自身限制將會導(dǎo)致過高的成本。

　　大部分32位微控制器無法提供高速、高分辨率的模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換，EMC性能通常較低，且ESD保護(hù)較弱。而8位和16位單片機(jī)在這些方面優(yōu)勢明顯。另外，強(qiáng)的IO驅(qū)動能力，可供選擇的多種內(nèi)部、外部振蕩器，無需外部器件的片內(nèi)電壓調(diào)整器等是8位和16位單片機(jī)的另一些優(yōu)點。

　　顯然，32位CPU包含比任何8位和16位CPU都要多的數(shù)字邏輯單元，這導(dǎo)致了高的制造成本。雖然使用一些特殊的半導(dǎo)體工藝可以降低成本，但是弊端是會導(dǎo)致較高的漏電流和靜態(tài)功耗。某些應(yīng)用，像水表、燃?xì)獗?、收費公路電子標(biāo)簽、安全系統(tǒng)等，在他們生命期中的大部分時間，CPU處于睡眠模式，即為停止?fàn)顟B(tài)。這類應(yīng)用的電池壽命必須在5-10年，所以這情況中，不可能將CPU從8位或者16位升級至32位處理器。如果想要提升系統(tǒng)性能只有采用別的方法。

　　保持采用統(tǒng)一產(chǎn)品線

　　生產(chǎn)商會定期生產(chǎn)新的嵌入式產(chǎn)品擴(kuò)展產(chǎn)品線以保持競爭力。這些新產(chǎn)品通常是完善需求、升級性能或者降低成本。其他因素還包括制造工藝升級、提升競爭力和市場發(fā)展趨勢。獨立于最先的設(shè)想，新產(chǎn)品總是基于一些核心思想。因此，新的產(chǎn)品或者升級版本會依賴于已經(jīng)存在的平臺和源代碼。

　　研究表明，半數(shù)公司潛在重用已有硬件和軟件以減少開發(fā)時間。工程師對特定MCU產(chǎn)品家族的了解程度、相關(guān)MCU的開發(fā)文檔是否詳細(xì)以及是否具有高效的開發(fā)工具也是降低開發(fā)時間和成本的重要因素。

　　保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)和處理保密信息

　　一些嵌入式應(yīng)用用來處理個人信息。另一些授權(quán)訪問受限區(qū)域或者金融領(lǐng)域。幾乎所有的微控制器都在運行具有產(chǎn)權(quán)的程序。如果相關(guān)軟件被破解，甚至克隆產(chǎn)品在市場流通，知識產(chǎn)權(quán)的所有人可能會失去未來的收益。正是由于這個原因，大部分微控制器都有保護(hù)機(jī)制。這種機(jī)制可以阻止黑客或者第三方使用編程器、調(diào)試器或者測試接口來讀出程序存儲器。

　　當(dāng)今，越來越多的應(yīng)用采用層次設(shè)計或者功能模塊設(shè)計。不同功能模塊或者部件之間的有線通信或者無線通信成為一個越發(fā)困難和值得注意的問題。為了阻止第三方的非法訪問，必須進(jìn)行加密。這方面的一個例子就是遙控車門開關(guān)(Remote Keyless Entry， RKE)或者家庭無線網(wǎng)絡(luò)。如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒有加密，那任何人都有可能使用您的車或使用您的無線互聯(lián)網(wǎng)連接。傳統(tǒng)的解決方法是使用封閉算法或者加密算法，這樣只有知道算法的人可以使用。這樣的方法被稱為通過隱匿來實現(xiàn)安全(security by obscurity)，這是一種非常危險的做法。最佳的解決方法是使用諸如AES或者DES這類的公開算法，這類算法既允許公眾查閱又可以保障他們的安全。如果你使用私密加密算法或者匿名加密算法，則無法*估安全級別或者發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的設(shè)計缺陷。

　　使用公開加密協(xié)議的問題是需要強(qiáng)大的運算能力和可靠的算法設(shè)計。在現(xiàn)代8位MCU上使用DES算法加密或者解密一個8字節(jié)的塊所需時間的典型值是大約10萬個時鐘周期。這相當(dāng)于使用全部的15MIPS來支持9600Kbps的通信速度。而32位CPU進(jìn)行同樣的運算通常會快50%-60%.在32MHz系統(tǒng)時鐘下，使用45000周期或1.4毫秒只能以45 kbps的速度進(jìn)行安全數(shù)據(jù)通信，因為所有的CPU時間都用于加密和解密。顯然，系統(tǒng)沒有多少時間可以留給實際的應(yīng)用程序。其次，大多數(shù)的無線應(yīng)用是電池驅(qū)動的，如果大多數(shù)處理能力都用在安全方面，將縮短電池壽命。