Das zugrunde liegende jährliche Wachstum von 4 bis 5 % bei diesen Geräten treibt erhebliche Investitionen in neue Produkte und Prozesstechnologien voran. Innovationen bei analogen und kernunabhängigen Peripheriegeräten verbessern die Leistung dieser Chips und ermöglichen den Einsatz der Controller in deutlich mehr Anwendungen, ohne deren Komplexität zu erhöhen.
Dies kann jedoch die Versorgungssicherheit beeinträchtigen. Viele 8-Bit-Mikrocontroller werden typischerweise mit älteren Siliziumprozesstechnologien gefertigt, deren Nachfrage ebenfalls steigt. Microchip hat einen Marktvorteil, da das Unternehmen seine Chips in eigenen Werken in Tempe, Arizona; Gresham, Oregon; und Colorado Springs, Colorado herstellt. Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle über die Lieferkette und erlaubt es Microchip, die Produktionskapazitäten an die Kundenbedürfnisse anzupassen.
Der Besitz eigener Produktionsstätten ermöglicht es Microchip, seine kundenorientierte Obsoleszenzstrategie besser umzusetzen. Diese Strategie erlaubt es Kunden, Komponenten so lange zu beziehen, wie sie diese benötigen und solange alle benötigten Materialien von Microchip verfügbar sind.
Innovationen bei On-Chip-Analogperipheriegeräten und kernunabhängigen Peripheriegeräten ermöglichen die Implementierung kundenspezifischer Funktionen an der Peripherie, während der 8-Bit-Kern andere Funktionen übernimmt oder im Schlafmodus verbleibt. Dies ist für alle Arten von Sicherheitsanwendungen zunehmend wichtig, da es die Überwachung kritischer Ereignisse ermöglicht, um einen ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen.
Der Einsatz von 8-Bit-Bausteinen für Systemmanagement, Spannungs- und Temperaturüberwachung sowie Sensorfilterung nimmt rasant zu. Das Hinzufügen eines winzigen Controllers mit nur wenigen Pins zu einer Platine zur Überwachung ist ein immer beliebterer Designansatz, der eine komplexe Neuentwicklung der Platine überflüssig macht.
Ein Paradebeispiel ist der Multi-Voltage-I/O (MVIO) der AVR-DD-Familie, der die Platinengröße reduziert. Durch die Integration des Logikpegelschalters auf dem Chip zur Unterstützung von 5-V- und 1,8-V-Versorgungsspannungen entfällt die Notwendigkeit eines externen diskreten Bauteils. Während dieser externe Pegelschalter nur wenige Cent kostet, ermöglicht der 8-Bit-Mikrocontroller Einsparungen von 10 % bei den Materialkosten, reduziert die Anzahl der Komponenten (und die Komplexität der Lieferkette) sowie die Komplexität des Platinendesigns. In der Entwicklung von Konsumgüter- und Automobilanwendungen ist die Reduzierung der Komplexität von Lieferkette und Platine ein entscheidendes Ziel.
Auf größeren Leiterplatten mit 32-Bit-Mikrocontrollern, wie sie beispielsweise in Industrie- oder Rechenzentrumsanwendungen eingesetzt werden, ist das Hinzufügen kleiner 8-Bit-Mikrocontroller eine einfache Möglichkeit, Temperatur, Spannung und Stromstärke zu überwachen. Ihre integrierten I²C-Schnittstellen liefern Informationen an den Hauptsystemcontroller und ermöglichen so eine bessere Transparenz der Leiterplattenleistung und höhere Zuverlässigkeit.
Ebenso reduzieren die in modernen Geräten integrierten Analog-Digital-Wandler (ADCC) mit ihren Verarbeitungsfunktionen den Bedarf an externen Filterkomponenten. Die Integration der Verarbeitung in den ADCC ermöglicht eine unabhängige Signalmittelung, was zu einer höheren Ausgabequalität auf kleinerer Leiterplattenfläche führt.
All diese Faktoren veranlassen Microchip, in drei Werke für seine 8-Bit-AVR- und PIC-Mikrocontroller zu investieren sowie die Montage und Prüfung in Thailand und auf den Philippinen selbst durchzuführen. Diese Kontrolle über die gesamte Lieferkette hilft, die Probleme zu vermeiden, die durch externe Montage- und Testunternehmen entstehen können.
Microchip investiert weiterhin in die Kernarchitekturen der PIC- und AVR-Mikrocontroller sowie in zahlreiche neue Funktionen und Innovationen für beide Architekturen. Dank Synergien im Design, gemeinsam genutzten Peripheriegeräten und Prozesstechnologien lassen sich einige Peripheriegeräte der AVR-Familie auf die PIC-Familie und andere von PIC auf AVR übertragen. Entwickler mit Erfahrung in einem der beiden Kerne können die passende Architektur für ihre Anwendung und die ihnen vertrauten Tools auswählen. Beispielsweise eignet sich ein AVR möglicherweise besser für Protokollstapel in Kommunikationssystemen, während PIC-Bausteine besser für Low-Level-I/O-Anwendungen geeignet sind.
Die beiden Familien werden durch ein umfassendes Ökosystem an Entwicklungswerkzeugen ergänzt, das die Entwicklung mit 8-Bit-Bausteinen vereinfacht. Die integrierten Entwicklungsumgebungen (IDEs) MPLAB X und MPLAB Xpress bieten zusammen mit dem MPLAB Code Configurator (MCC) eine intuitive grafische Oberfläche zur schnellen und einfachen Generierung von produktionsreifem Konfigurations- und Anwendungscode, unabhängig von der verwendeten Treiberfamilie. Microchip Studio steht weiterhin zur Verfügung und wird für Anwender unterstützt, die mit der traditionellen AVR-Entwicklungsumgebung vertrauter sind.
Der Chipmangel hat gezeigt, dass Unternehmen ihre Zukunft selbst in die Hand nehmen müssen, und Chiphersteller bilden da keine Ausnahme. Die Kontrolle über einen Schlüsselaspekt der Lieferkette – vom IP- und Controller-Core-Design über den Fertigungsprozess bis hin zu Tests und Montage – ist ein klarer Vorteil für kostengünstige Geräte in großen Stückzahlen. Die Sicherstellung ihrer Verfügbarkeit ist eine enorme Verantwortung, die nicht unterschätzt werden sollte.
AUTOR: Von Greg Robinson, stellvertretender Vizepräsident - MCU08 Marketing.
