“糟糕”的三美分MCU-成本低于0.1美元的微控制器的简要概述

我等人对EEVblog博客上的去年新闻感到惊讶,有些微控制器的售价仅为每只0.03美元。 那怎么可能? 许多人建议这是出售或旧有残迹。 回顾历史,我得出的结论是,超级便宜的微控制器存在整个市场。 它们几乎都是由中国或台湾鲜为人知的公司生产的。 在本文中,我总结了我在这个相当不寻常的细分市场中的研究结果。

我们已经知道,有很多功能非常强大的微控制器的价格为1.00美元,但是价格为0.1美元的MCU呢? 他们在写关于他们的文章时是否“可怕”?

方法论


如何确定价值0.1美元的微控制器? 是的,如您所愿; 定义的选择是任意的。 我决定在LCSC商店使用100件的价格继续前进。 我发现六家制造商以低于$ 0.1的价格提供一种或多种芯片,全部来自亚洲。 如果芯片以不同的封装提供,我选择了SOP8选项。 一些制造商有几种候选产品,因此我不得不将自己的选择限制为最终8种候选产品的典型设备。

在大型分销商,例如Digikey或Mouser,我没有找到价格为0.1美元的微控制器。 显然,这并不意味着不可能从西方制造商那里找到这种MCU,这完全取决于订单量。 这里有两个因素起作用:首先,LCSC的利润率远低于大型分销商。 其次,大型MCU制造商不依赖小客户,因此他们可以自由设定小批量购买商品的价格。

在没有程序员和测试台的情况下,我只能根据设备的规格检查大多数设备,但Padauk的MCU除外。

复习


总共,我从六个不同的制造商中选择了八名候选人。 汇总表如下所示。

它具有明显的相似性-所有器件都是为电池架构设计的,当然,它也是基于Microchip PIC12的。 除MDT外,所有制造商均已更改并补充了其芯片电路。 可能有两个原因:首先,他们希望避免Microchip的法律问题;其次,PIC12具有严重的局限性。 他们的主要缺点是-没有中断,JMP / CALL地址空间,切换存储体和外围设备。

不幸的是,制造商没有共享诸如指令编码或存储算法之类的细节。 这些设备的所有开发应通过制造商的IDE进行。 除Holtek以外,所有器件均依赖于高压编程接口,因此在现场编程并不容易。 只有Padauk和Holtek提供可以多次编程的设备。



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单独的发现


博聚兴实业


0.0466美元的BJ8P509F芯片是PIC12C509的稍有改进的版本。 指令集已从12位扩展到13位。 这使您可以将jmp与全内存寻址一起使用。 此外,还增加了处理中断和扩展硬件堆栈的功能。

有一个英文规范,并且足够详细,可以与该芯片一起使用。 不幸的是,制造商的网站和IDE仅为中文。

东软微


Eastsoft Micro有大量基于PIC的微控制器。 他们称其为HR7P RISC体系结构版本。 这是一个成熟的电池体系结构,具有中断支持,8级堆栈以及无需切换存储库即可访问内存和I / O的功能。

他们有一个芯片,成本高达0.1美元,这就是HR7P153P45SA。 值得注意的功能包括12位ADC支持,用于低功耗工作的低速振荡器,以及增加了两个具有PWM支持的定时器。

不幸的是,该网站和规范仅以中文显示。

盛群


盛群是台湾著名的微控制器制造商。 它们在HT68F001类别中的代表非常独特:具有512字的程序闪存和16字节RAM的受限设备。 该架构与PIC12非常相似,仅通过内部32 kHz振荡器进行同步。 由于完成每个指令需要4个周期,因此每秒仅执行8,000条指令! 显然,该芯片是为超低功耗而设计的,对性能要求不高。

该芯片具有出色的文档记录。 有一个网站,一个规范,应用说明和一个IDE。 它也是唯一具有低压闪存编程功能的芯片。 所有这些使盛群产品与众不同。

但是,鉴于该芯片功能有限,似乎超低价芯片市场并不是Holtek的优先事项。

帕达克


显然,在芯片市场上,高达$ 0.1的Padauk让人宾至如归。 在此价格范围内,他们提供了数十种具有多种选择和外壳类型的产品。

它们全部基于MCU Padauk架构,与PIC12相比,该架构更加发达:它为I / O和SRAM使用单独的存储区,无需切换存储区即可寻址所有存储器。 与所有其他设备不同,这里的堆栈位于RAM中。 大多数指令在单个时钟周期内执行。

Padauk体系结构的一个有趣且与众不同的方面是,它针对同步多线程进行了改进,并允许您根据抢占式多任务方案在一个MCU内核上并行运行多个程序。 他们称此概念为“用户可编程处理器矩阵”(FPPA)。 XCore体系结构中的 XMOS使用了类似的概念。 小型MCU中多线程的一种有用应用是创建虚拟外设,例如与主程序并行工作的UART,I 2C。

我选择了SOP8封装中的三个代表性产品:PMS150C,PFS154和PFS173。 它们都具有一个FPPA模块,因此它们不支持多线程。

PMS150C是最便宜的选择,成本为0.033美元,也就是说,这是原来的“三美MCU”。 该设备具有一个一次性可编程存储器,可存储1千字和64字节的RAM。 外围设备由许多竞争性选项代表-16位定时器,8位PWM定时器,低频振荡器,具有4位DAC参考电压的模拟比较器,可用于实现最简单的ADC变体。 所有这些足以实现传感器和控制模块的简单功能。

PFS154的成本几乎是后者的两倍。 但是,与PMS150不同,它具有2千克闪存,可以重复编程,这对于实际开发更加方便。 3x11位PWM模块扩展了外围设备,非常适合控制RGB LED。

最后,PFS173通过添加8位ADC并将闪存扩展到3 kSlovo,将RAM扩展到256字节,进一步改进了PFS154芯片。

Padauk提供了用于汇编语言开发的IDE和相当隐晦的C(Mini-C)方言。 它们具有出色的英语和汉语规范,以及双语站点。 设备的编程是通过5或6线的高压协议来执行的,这使得难以就地编程芯片。

开源工具包


在EEVblog网站上的Padauk MCU周围形成了一个小型社区,试图为其芯片创建开源工具包。 此线程描述了大部分工作。

截至2019年8月, 已经完成了指令编码的工程分析描述了编程协议 ,开发了开放式编程器 ,对SDK集成了对多个PDK体系结构选项的支持。 完全开放的工具包已经可以对所有提到的Padauk芯片进行开发。

Puolop


Puolop是一家中国微控制器和各种混合模数电路的中国制造商,总部位于深圳。 他们以自己的品牌提供Padauk提供的各种芯片,特别是旧的OTP版本。

例如,Puolop PTB150CSE看起来与Padauk PMS150C完全相同。 它们的成本略低于原始成本(0.0315美元对0.334美元)。 目前尚不清楚这些品牌之间的关系,但Padauk似乎是Puolop的供应商。

公司的网站和所有文档都只有中文。 没有理由更喜欢Puolop芯片而不是Padauks芯片-节省一小部分价格。

Yspring Tech / MDT


Yspring Tech是一家中国公司,提供功能与Microchip竞争对手相当的各种器件。 显然,大多数商品都是来自Mspring的,该公司是Yspring收购或结为合作伙伴的一家台湾公司。 Microchip过去一直反对他们的商业模式。

Ysprings将MDT10P509添加到此评论中,价格为$ 0.0795。 该器件似乎是PIC12C509的完整克隆。 它可能是廉价的替代品,但在性能上显然不如该类别的其他产品。

MDT10P509提供1千克的一次性存储器,41字节的RAM和单个8位定时器作为外设。 其中,如PIC12C509一样,没有中断,只有两级HW堆栈,指令以4个周期执行。

结论


这些微控制器真的很丑吗? 显然取决于观点。 它们属于低维护,低维护产品的特殊类别,且批量购买成本低。 您是否需要等待按钮被按下然后通过LED闪烁五次? 您是否需要使用电池供电的夜灯? 成本高达0.1美元的芯片将帮助您降低成本并缩短开发时间。

不足之处在于,由于闪存选件和在线编程的有限性,大多数此类设备的开发将不方便。 通常只能通过电路仿真器进行调试。

如果您喜欢使用低成本微控制器,那么Padauk系列无疑是最佳选择。 它们具有最强大的体系结构,各种设备,包括带有闪存的选件,完善的文档,以及仅有的一组开放式工具。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN467837/


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