Vielä hetki sitten 8-bittinen mikrokontrolleri riitti useimpiin ohjaussovelluksiin. Nyt vaatimukset ovat toiset. Lisää liitäntöjä, enemmän reaaliaikaisuutta, parempaa häiriönsietoa ja kasvavaa turvallisuusvaatimusten painetta. Tässä kohtaa moni kysyy, onko 8 bittiä enää tarpeeksi.

Microchipin uusi PIC32CM PL10 antaa vastauksen. Ei siksi, että 8-bittiset olisivat katoamassa. Vaan siksi, että niiden ympärille kasvanut järjestelmä on muuttunut monimutkaisemmaksi.

PL10 perustuu Arm Cortex-M0+ -ytimeen. Se on PIC32-perheen sisäänkäyntitaso. Silti kohderyhmä ei ole korkean suorituskyvyn sovellukset, vaan juuri ne tutut alueet, joissa 8-bittiset ovat hallinneet. Teollinen ohjaus, rakennusautomaatio, kodinkoneet, sähkötyökalut ja anturijärjestelmät.

Keskeinen ero ei ole kellotaajuudessa vaan arkkitehtuurissa. PL10 tarjoaa runsaasti Core Independent Peripherals -lohkoja, jotka hoitavat toistuvia ja aikakriittisiä tehtäviä ilman CPU:n kuormitusta. Tämä parantaa determinismiä ja laskee virrankulutusta. Asioita, joita 8-bittisillä on totuttu paikkaamaan ohjelmallisesti.

Microchip tuo dsPIC33A-perheeseen uuden DSC-ohjaimen, joka yhdistää nopean analogian, tarkan reaaliaikaohjauksen ja post-kvanttitietoturvan. Integraation tavoitteena on yksinkertaistaa erityisesti datakeskusten tehonmuunnosta ja moottoriohjausta. Samalla se nostaa esiin kysymyksen siitä, kuinka paljon yhdellä piirillä voidaan oikeasti korvata erilliskomponentteja.

Uusi dsPIC33AK256MPS306 laajentaa Microchipin DSC-valikoimaa suuntaan, jossa yksi ohjainpiiri hoitaa sekä ohjauksen, mittauksen että tietoturvan. Keskeinen muutos on korkean resoluution PWM:n, nopeiden ADC-muuntimien ja kryptokiihdytyksen tuominen samaan pakettiin, mikä tähtää erityisesti datakeskusten tehonsyöttöihin ja korkean taajuuden tehoelektroniikkaan.

Piiri perustuu 200 megahertsin 32-bittiseen ytimeen, jossa on liukulukuyksikkö. Analogiapuoli on poikkeuksellisen raskas: useita 40 MSPS:n 12-bittisiä AD-muuntimia, nopeita komparaattoreita ja DAC-toimintoja. Yhdistelmä mahdollistaa tiheämmät ja nopeammat säätösilmukat esimerkiksi SiC- ja GaN-pohjaisissa teholähteissä, joissa kytkentätaajuudet kasvavat.

Integraation merkitys näkyy erityisesti BOM-kustannuksissa ja layoutissa. Kun mittaus, ohjaus ja osa suojaustoiminnoista saadaan samaan piiriin, ulkoisten komponenttien määrä vähenee.

Microcontroller Selector Tool:
https://predictabledesigns.com/mcu-selector-tool-signup/?utm_source=youtube&utm_medium=description&utm_content=mcu-selector-tool&utm_campaign=mcu-never-use

AI-prosessorien kehittäjien määrä on kasvanut nopeasti, mutta analyysitalo ennustaa markkinalle voimakasta konsolidaatiota. Valtaosa nykyisistä toimijoista ei selviä vuosikymmenen loppuun. Tämä kertoo sekä markkinan vetovoimasta että kovenevasta kilpailusta.

AI-prosessoreita kehittää tällä hetkellä 135 yritystä, joista valtaosa on startup-yrityksiä. Alan analyysitalo Jon Peddie Research arvioi kuitenkin, että määrä supistuu rajusti ennen vuosikymmenen loppua ja jäljelle jää vain noin 25 toimijaa.

Kasvu on ollut nopeinta vuosina 2017–2021, jolloin tekoälybuumi ja erityisesti Nvidian menestys houkuttelivat markkinoille suuren joukon uusia yrittäjiä ja sijoittajia. Yritykset ovat keränneet rahoitusta yhteensä lähes 29 miljardia dollaria, mikä kertoo odotuksista mutta ei vielä markkinan kestävyydestä.

Forlinx Embedded on tuonut markkinoille uuden M.2-muotoisen AI-kiihdytyskortin, joka perustuu NXP Semiconductors Ara240 -piiriin. Kortti lupaa jopa 40 TOPS:n suorituskyvyn, mutta olennaisempi kysymys on, mitä tällä laskentateholla oikeasti voi tehdä verkon reunalla.

Pelkkä TOPS-luku ei vielä kerro koko totuutta. Se kuvaa yleensä INT8-tarkkuudella tehtävien operaatioiden määrää sekunnissa, eli käytännössä inferenssikykyä. Tämä tarkoittaa, että kyse ei ole mallien kouluttamisesta vaan valmiiden mallien ajamisesta mahdollisimman nopeasti ja pienellä viiveellä.

40 TOPS sijoittuu suorituskyvyltään keskiluokan edge-AI-ratkaisuihin. Se riittää selvästi perinteistä sulautettua prosessoria vaativampiin tehtäviin, mutta ei vielä korvaa pilvipohjaista tekoälylaskentaa.