Yo, entre otros, me sorprendió
la noticia del año pasado en el EEVblog de que algunos microcontroladores se vendieron por solo $ 0.03 cada uno. ¿Cómo fue eso posible? Muchos han sugerido que se trata de una venta o restos antiguos. Revolviendo la historia, llegué a la conclusión de que hay un segmento de mercado completo de microcontroladores súper baratos. Casi todos ellos son producidos por compañías poco conocidas de China o Taiwán. En este artículo, he resumido los resultados de mi investigación en este nicho bastante inusual.
Ya sabemos que hay una gama bastante amplia de microcontroladores muy potentes que cuestan $ 1.00, pero ¿qué pasa con el
MCU a $ 0.1? ¿Son "terribles" cuando escriben sobre ellos?
Metodología
¿Cómo determinar un microcontrolador con un valor de $ 0.1? Sí, como desees; La elección de la definición es arbitraria. Decidí seguir recto, usando el costo de 100 piezas en la tienda LCSC. Encontré seis fabricantes que ofrecen uno o más chips por menos de $ 0.1, todos de Asia. Si los chips se ofrecían en paquetes diferentes, elegía la opción SOP8. Algunos fabricantes tenían varios candidatos, así que tuve que limitarme a elegir dispositivos típicos para la lista final de 8 candidatos.
En los grandes distribuidores, como Digikey o Mouser, no encontré microcontroladores por $ 0.1. Obviamente, esto no significa que sea imposible encontrar tales MCU de fabricantes occidentales, todo depende del volumen del pedido. Aquí juegan un papel dos factores: en primer lugar, LCSC trabaja con un margen mucho más bajo que los grandes distribuidores. En segundo lugar, los grandes fabricantes de MCU no dependen de pequeños clientes, por lo que establecen libremente el precio de los bienes comprados en pequeñas cantidades.
En ausencia de programadores y bancos de pruebas, pude revisar la mayoría de los dispositivos solo de acuerdo con sus especificaciones, con la excepción de la MCU de Padauk.
Revisar
En total, seleccioné ocho candidatos de seis fabricantes diferentes. La tabla resumen se da a continuación.
Tiene similitudes obvias: todos los dispositivos están diseñados para la arquitectura de la batería y, por supuesto, están basados en Microchip PIC12. Con la excepción de MDT, todos los fabricantes han cambiado y complementado sus circuitos de chips. Quizás hay dos razones: en primer lugar, querían evitar problemas legales con Microchip y, en segundo lugar, PIC12 tiene serias limitaciones. Trabajaron con las principales desventajas: la ausencia de interrupciones, el espacio de direcciones JMP / CALL, el cambio de bancos de memoria y periféricos.
Desafortunadamente, los fabricantes no compartieron detalles como la codificación de instrucciones o los algoritmos de memoria. Todo el desarrollo para estos dispositivos debe pasar por el IDE de los fabricantes. Con la excepción de Holtek, todos los dispositivos dependen de una interfaz de programación de alto voltaje y no son tan fáciles de programar en el sitio. Solo Padauk y Holtek ofrecen dispositivos que se pueden programar más de una vez.
→ Se puede hacer clic. Hay una
versión PDFHallazgos separados
Bojuxing industrial
El chip BJ8P509F de $ 0.0466 es una versión ligeramente mejorada del PIC12C509. El conjunto de instrucciones se ha ampliado de 12 a 13 bits. Esto le permite usar jmp con direccionamiento de memoria completa. Además, se agregó la capacidad de trabajar con interrupciones y una pila de HW ampliada.
Hay una especificación en inglés y está lo suficientemente detallada como para funcionar con el chip. Lamentablemente, el sitio web del fabricante y el IDE solo están en chino.
Eastsoft micro
Eastsoft Micro tiene una gran cartera de microcontroladores basados en PIC. Llaman a su versión de la arquitectura HR7P RISC. Esta es una arquitectura de batería completa con soporte para interrupciones, una pila de 8 niveles y acceso a memoria y E / S sin
cambiar de banco .
Tienen un chip que cuesta hasta $ 0.1, y este es HR7P153P45SA. Las características notables incluyen soporte ADC de 12 bits, un oscilador de baja velocidad para operación de baja potencia y la adición de dos temporizadores con soporte PWM.
Desafortunadamente, el sitio web y la especificación están solo en chino.
Holtek
Holtek es un conocido fabricante de microcontroladores de Taiwán. Su representante en esta categoría HT68F001 es bastante único: un dispositivo limitado con 512 palabras de memoria flash de programa y 16 bytes de RAM. La arquitectura es muy similar a PIC12, sincronizada solo desde el oscilador interno de 32 kHz. ¡Ya que toma 4 ciclos completar cada instrucción, solo ejecuta 8,000 instrucciones por segundo! Aparentemente, este chip está diseñado para usarse en un consumo de energía ultra bajo, sin exigir un alto rendimiento.
El chip tiene una excelente documentación. Hay un sitio web, una especificación, notas de aplicación y un IDE. También es el único chip con capacidad de programación flash de bajo voltaje. Todo esto distingue a los productos Holtek del resto.
Sin embargo, dada la funcionalidad limitada de este chip, parece que el segmento de chips ultra barato no es una prioridad para Holtek.
Padauk
Está claro que en el mercado de chips hasta $ 0.1 Padauk se siente como en casa. En este rango de precios, ofrecen docenas de productos con una variedad de opciones y tipos de estuches.
Todos ellos están basados en la arquitectura MCU Padauk, que está mucho más desarrollada que PIC12: utiliza ubicaciones de memoria separadas para E / S y SRAM, permite el direccionamiento a toda la memoria sin cambiar de banco. A diferencia de todos los demás dispositivos, aquí la pila está en RAM. La mayoría de las instrucciones se ejecutan en un solo ciclo de reloj.
Un aspecto interesante e inusual de la arquitectura de Padauk es que está afilada para el subprocesamiento múltiple síncrono y le permite ejecutar más de un programa en paralelo en un núcleo MCU de acuerdo con el esquema de multitarea preventiva. Ellos llaman a este concepto "matriz de procesador programable por el usuario" (FPPA). XMOS utiliza un concepto similar en la
arquitectura XCore . Una aplicación útil de subprocesamiento múltiple en MCU pequeñas es la creación de periféricos virtuales, por ejemplo, UART, I
2 C, que trabajan en paralelo con el programa principal.
Seleccioné tres de sus productos representativos en el paquete SOP8: PMS150C, PFS154 y PFS173. Todos tienen un módulo FPPA, por lo que no admiten subprocesos múltiples.
PMS150C es la opción más barata, con un costo de $ 0.033, es decir, esta es la "MCU de tres centavos" original. El dispositivo tiene una memoria programable única para 1 kilosword y 64 bytes de RAM. La periferia está representada por muchas opciones de la competencia: un temporizador de 16 bits, un temporizador PWM de 8 bits, un oscilador de baja frecuencia, un comparador analógico con un voltaje de referencia DAC de 4 bits, que se puede utilizar para implementar las variantes ADC más simples. Todo esto es suficiente para implementar las funciones simples del sensor y el módulo de control.
PFS154 cuesta casi el doble. Sin embargo, a diferencia del PMS150, tiene memoria flash para 2 kilosheets, se puede programar repetidamente, lo que es mucho más conveniente para el desarrollo real. La periferia se expande mediante módulos PWM de 3x11 bits, que son muy adecuados para controlar LED RGB.
Finalmente, PFS173 mejora aún más el chip PFS154 al agregar un ADC de 8 bits y expandir la memoria flash a 3 kiloslov y la RAM a 256 bytes.
Padauk proporciona un IDE para el desarrollo del lenguaje ensamblador y un dialecto C (Mini-C) bastante críptico. Tienen excelentes especificaciones en inglés y chino, así como un sitio bilingüe. La programación de dispositivos se lleva a cabo mediante un protocolo de alto voltaje para 5 o 6 cables, lo que dificulta la programación del chip en su lugar.
Kit de herramientas de código abierto
Se formó una pequeña comunidad alrededor del Padauk MCU en el sitio EEVblog, tratando de crear un kit de herramientas de código abierto para sus chips. La mayor parte del trabajo se
describe en este hilo .
A partir de agosto de 2019,
se ha completado un análisis
de ingeniería
de la codificación de instrucciones ,
se ha descrito un
protocolo de programación, se ha desarrollado un
programador abierto , el soporte para varias opciones de arquitectura PDK se ha integrado en SDCC. Ya es posible llevar a cabo el desarrollo de todos los chips Padauk mencionados con un kit de herramientas completamente abierto.
Puolop
Puolop es un fabricante chino de microcontroladores y varios circuitos mixtos de analógico a digital con sede en Shenzhen. Ofrecen una amplia gama de chips de Padauk bajo su propia marca, en particular, las versiones antiguas de OTP.
Por ejemplo, Puolop PTB150CSE se ve absolutamente idéntico a Padauk PMS150C. Su costo es ligeramente menor que el original ($ 0.0315 versus $ 0.334). No está claro cuál es la relación entre estas marcas, pero Padauk parece estar actuando como proveedor de Puolop.
El sitio web de la empresa y toda la documentación están solo en chino. No hay razón para preferir los chips Puolop a los chips Padauks: ahorre una pequeña fracción del precio.
Yspring Tech / MDT
Yspring Tech es una empresa china que ofrece una amplia gama de dispositivos que son funcionalmente comparables a los competidores de Microchip. Aparentemente, la mayor parte del surtido fue tomado de
MDT , una compañía taiwanesa que Yspring compró o hizo socio. Microchip se ha
opuesto a su modelo de negocio en el pasado.
Ysprings agrega el MDT10P509 a esta revisión por $ 0.0795. Este dispositivo parece ser un clon completo de PIC12C509. Puede ser útil como un reemplazo económico para el original, pero es claramente inferior en características a otros productos en esta categoría.
El MDT10P509 ofrece 1 kilos de memoria única, 41 bytes de RAM y un solo temporizador de 8 bits como periféricos. En él, como en el PIC12C509, no hay interrupciones, solo hay una pila HW de dos niveles, y las instrucciones se ejecutan en 4 ciclos.
Conclusión
¿Son estos microcontroladores realmente feos? Obviamente depende del punto de vista. Caen en una categoría especial de productos de bajo mantenimiento y bajo mantenimiento con bajo costo para compras a granel. ¿Necesita esperar a que se presione el botón y luego parpadear cinco veces con el LED? ¿Necesita operar una luz nocturna a batería? Los chips que cuestan hasta $ 0.1 lo ayudarán a reducir costos y acortar el tiempo de desarrollo.
El problema es que el desarrollo para la mayoría de estos dispositivos será inconveniente debido a la disponibilidad limitada de opciones de flasheo rápido y programación en circuito. La depuración generalmente solo es posible a través de emuladores de circuito.
Si le gusta trabajar con microcontroladores de bajo costo, la serie Padauk es sin duda la mejor opción. Tienen la arquitectura más poderosa, una amplia gama de dispositivos, incluidas opciones con memoria flash, buena documentación y la única línea con un conjunto de herramientas abiertas.