傳統上，低端8位和16位器件為微控制器市場提供服務，這是一個功能要求有限且對成本敏感的用戶群。但隨著應用需求的發展和行業希望將多個MCU整合到單個設備中，組織正在關注如何遷移到價格合理的32位平臺。

在許多新技術出現的幫助下，現在可以肯定的是，32位微控制器將在16位和高端8位MCU傳統成本范圍內推出。

豐富的MCU應用意味著新的微處理器架構內核必須是可合成的可用。此外，應用程序的數量要求微處理器架構必須是開放的，以使硅供應商能夠集成他們需要的外圍設備而不是微處理器提供商設置的外圍設備。

挑戰是啟用32-微處理器核心位于16位市場的成本標準。制造微控制器的成本主要取決于封裝。因此，為了降低生產32位微控制器的成本，業界應該考慮如何使用較舊的，較便宜的制造工藝，如0.35,0.25和0.18微米;如何減小微控制器的尺寸以最小化硅面積;以及它如何消除多余的引腳，特別是對于50引腳以下的封裝。

通常，微控制器的最大標準組件是用于指令存儲的閃存和用于數據存儲的SRAM。為了最大限度地減少物理區域，業界需要考慮如何促進最終用戶更好地利用這些資源。反過來，這將支持更小的封裝，允許使用更老，更便宜的工藝技術。

通過使用下一代32位指令集架構來實現閃存本身的優化是可能的。更高的代碼密度，從而優化實現特定任務所需的閃存量。

優化SRAM是微處理器如何命令并將數據存儲在內存中的問題。技術包括未對齊數據支持，這使得處理器能夠將多種數據類型彼此相鄰地存儲。也可以使用比特帶。這允許程序員在沒有處理開銷的情況下操作單個內存位，確保在需要存儲和操作單一數據的應用程序中100％的內存利用率，例如標志，開關或LED的狀態。

通過將新技術應用于主處理器內核的實現，還可以降低32位器件的成本。此外，某些封閉系統外設（例如總線矩陣，中斷控制器和調試功能）的緊密集成可以減少整個系統門數，從而減少所需的硅面積。其他更具體的功能可以集成在電路板上，包括硬件劃分和單周期乘法。這兩個特性已經被證明可以將門數減少30％以上。

同樣，非常緊密耦合的中斷控制器的實現減少了通用控制器所需的門數，并且減少了一半進入中斷所需的周期數，以及在待處理中斷之間移動的周期數量減少85％。這在控制領域尤其重要。

外圍設備可以說是微控制器最重要的組成部分。然而，令人驚訝的是，這些可以為生產低成本32位器件提供最大的物理面積節省。仔細檢查8位和16位微控制器上提供的許多常見外設，很明顯許多模塊包含許多額外的電路來彌補微處理器的限制：例如，深FIFO和額外的寄存器組在UART上以及數模轉換器上的附加插值電路。向更高性能的32位控制器的轉變消除了對大多數這種“隱藏”電路的需求，從而實現了更小的外設。例如，更寬的總線架構可以使數據更快地移入和移出通信端口，并且核心處理能力的提高消除了對外部插值的需求。

所有32位微控制器都有更好的調試比傳統的8位和16位微控制器。盡管如此，系統可見性和調試簡便性方面的巨大進步還是以支持JTAG調試端口的五針開銷為代價。雖然對于具有更多引腳數的器件（例如超過50個引腳）而言，開銷不是問題，但它肯定會給市場低端設備帶來問題，這些設備可能只有20個引腳或更少。在那里，開銷可能占總引腳的25％，因此封裝成本增加了25％。

為了構建成本低于1美元的32位微控制器，處理器設計人員一直在研究新的方法來開發片上調試信息不那么干擾。其中一個例子就是單線調試端口，它使微控制器設計人員能夠在一個引腳上提供JTAG的所有功能（除了或替代傳統的JTAG端口）。

Haydn Povey（haydn.povey@arm.com）是ARM（加利福尼亞州桑尼維爾）的MCU產品經理。