微控制器性能提升三个因素必不可少

与其他应用相比，汽车行业要求半导体的性能和质量更高。事实上，今天的性能要求比1980年首批8位微控制器出现在汽车动力传动系统中时要高50倍。顺便提一下，这种增长与摩尔定律密切相关，摩尔定律以现代的速度提升在集成电路中，恒定价格点的计算能力大约每两年翻一番。

性能驱动因素

可以认为三大趋势对汽车制造商对微控制器性能的更高要求负责。首先是消费者希望获得越来越好的驾驶体验。这需要改进汽车性能和可靠性的发动机改进。与此同时，越来越多的消费者也呼吁降低油耗，特别是在高油价的情况下。第三个趋势是政府继续实施更严格的排放法规以减少空气污染。在动力传动系统中使用微控制器已将排放和燃料消耗减少了大约一半。

一般来说，微控制器由一个中央处理单元核心组成，内存和外围设备。必须增强所有这三个元素以提高性能 - 微控制器的功能与其最薄弱的元件一样强大。

CPU内核基于一组指令。使这些指令更强大，提高了微控制器的效率，微控制器可以在每个时钟周期内执行更多工作。将改进的指令与微控制器时钟周期每年增长更快的事实相结合，很容易理解两种改进的结合如何导致指数级更强大的器件。

存储器是另一个必不可少的微控制器组件这已经大大增加了。这种增长并不是物理尺寸，这是它们在电路板上所需的占地面积，而是密度。高密度存储器是处理从CPU内核接收的越来越苛刻的指令集而不会成为瓶颈的必要条件。

如今，复杂的外设设计用于处理特定工作负载，其效率高于CPU内核，从而将其释放到处理其他职责。将这些任务卸载到外设上可以提高CPU内核的整体性能，并相应降低功耗，因为它不需要那么努力。

工程师‘需求来自汽车动力传动系设计师的问题在选择微控制器时比比皆是。哪些组件对这个要求极高的应用程序最重要？有足够的片上内存吗？它是否具有正确的外围设备组合？ CPU内核能提供足够的处理能力吗？最终，某个特定的微控制器可以完成它所要求的工作吗？失败不是汽车行业的一个选择，因为太多利害关系。

回答这些问题的最佳方法就是将目标应用程序移植到所考虑的每个微控制器中，看看每个处理器的处理能力如何工作量。但这说起来容易做起来难，设计师有能力进行这样的测试是不寻常的。相反，该行业必须依赖于各种平台常见的基准测试流程。理想情况下，专为汽车动力总成应用设计的基准测试应该能够最好地表示特定设备在该环境中的表现。