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May 26, 2023

現在の市場で最高のマイクロコントローラーは何ですか?

Con l’intensificarsi degli sforzi verso l’Industria 4.0, i produttori devono abbracciare il nuovo

インダストリー 4.0 への取り組みが強化されているため、メーカーは競争力を維持するために新しいテクノロジーを採用する必要があります。 お客様のニーズを満たすために利用できる既製のソリューションは増え続けていますが、場合によっては独自のシステムを開発した方がよい場合もあります。 そのためには、電子機器を駆動するのに最適なマイクロコントローラーを見つける必要があります。

マイクロコントローラー (MCU) は、本質的には 1 つのプログラムの実行専用の小型コンピューターです。 これらのコンポーネントはデバイスの頭脳であり、電子機器の全体的なパフォーマンス、コスト、サイズ、消費電力に大きな影響を与えます。 その重みを考慮すると、適切なものを選択することが重要な考慮事項となります。

ここでは、可能な限り最高のインダストリー 4.0 デバイスの開発に役立つ、市場で最高のマイクロコントローラー 8 つを紹介します。

STM32 ファミリの MCU は、現在入手可能な最も人気のある 32 ビット マイクロコントローラの一部をカバーしています。 世界第 3 位の MCU メーカーである STMicro のこれらのコンポーネントは、CPU に最大 7 コア、フラッシュ メモリに数千キロバイト (KB) を搭載しています。 これにより、同社の上位製品は市場で最も強力なものになります。

STM32 MCU は幅広いパワー、サイズ、機能を備えており、サポートされるハードウェアとデバッグ ソフトウェアも同様の範囲にあります。 この多様性とサポートにより、カスタマイズとプログラミングが比較的簡単になるため、複数のデバイスで同じ MCU タイプを使用できます。

Microchip の PIC32 製品ラインは、STM32 ファミリの代替品として人気があります。 シリアル通信、プログラマブルメモリ、モーター制御などのサポートを含む、汎用性の高いシリーズです。 同社の開発ツールは STMicro のものより高価かもしれませんが、オープンソースおよびサードパーティ ツールのサポートにより、依然としてアクセスしやすくなっています。

PIC32 ファミリは、最大 2,048 KB のフラッシュ メモリと 640 KB の SRAM を搭載でき、優れたパフォーマンスを提供します。 また、いくつかの超低電力オプションとタッチ スクリーン コンポーネントのサポートも含まれています。

Microchip は、今日最高のマイクロコントローラーの 1 つである ATmega328PB を製造しています。 PIC32 や STM32 とは異なり、これは 8 ビット MCU であるため、性能は劣りますが、小型でエネルギー効率が高くなります。 この低消費電力とコンパクトなフォームファクタの組み合わせにより、小型の単一目的アプリケーションに理想的な選択肢となります。

ATmega328PB は、32 KB のフラッシュ メモリ、4 KB の RAM を備え、最低 2.7 ボルトで動作します。 また、最も人気のあるオープンソース ハードウェア プロバイダーの 1 つである Arduino に 8 ビット MCU として選ばれているため、幅広いサポートが提供されています。

より豊富な機能が必要な場合には、Espressif の ESP32 が産業用デバイスに最適な MCU となる可能性があります。 これは、PIC32 や STM32 と同様の 32 ビット マイクロコントローラーですが、無線通信プロトコルのサポートにおいて際立っており、モノのインターネット (IoT) デバイスに最適です。

ESP32 は、今日メーカーにとって最も人気のある 2 つの IoT 接続オプションである Bluetooth と Wi-Fi をサポートしています。 ハードウェアアクセラレーションやフラッシュ暗号化などのセキュリティ機能も備えています。 メーカーに対する IoT 攻撃が増加する中、これらの組み込みセキュリティ ツールを無視するのは困難です。

多くの場合、工場の床面積は限られているため、インダストリー 4.0 システムを設計する際には物理的なサイズを念頭に置くことが重要です。 ATtiny85 という適切な名前の小型フォーム ファクタは、その目標の達成に役立ちます。 ATtiny85 は長さがわずか数ミリメートルですが、6 本の I/O ピンを備えており、そのサイズでは最も多用途で便利なチップの 1 つとなっています。

これほど小さいサイズでは、ある程度のパフォーマンスを犠牲にする必要があります。 ATtiny85 には 8 KB のフラッシュ メモリと 512 バイトの RAM しかありません。 それでも、多くの低電力で単純なアプリケーションには十分なため、検討する価値があります。

これまでのところ、このリストにあるマイクロコントローラーはすべて 32 ビットまたは 8 ビット チップでしたが、場合によってはその中間のものが必要になることがあります。 Texas Instruments の 16 ビット MSP430 は、その範囲で入手可能な最良のオプションの 1 つです。

MSP430 シリーズの MCU は、256 KB 以上のメモリと 80 個のピンを提供します。 一部の反復では、さまざまな入力とタッチ センシングでの同時測定もサポートされており、これらのマイクロコントローラーは非常に多用途になります。 MSP430 ファミリは比較的手頃な価格なので、幅広いインダストリー 4.0 デバイスの開発に最適です。

実装の容易さは、デバイスに最適なマイクロコントローラーを探すときに考慮すべきもう 1 つの重要な要素です。 MCU は一度に 1 行のコードしか読み取らないため、一般にプログラミングは簡単ですが、コーディングの経験が少ない場合は依然として複雑になる可能性があります。 このカテゴリーに該当する場合は、Arduino Uno Rev3 を検討する価値があります。

Uno Rev3 は Atmega328PB 上に構築されていますが、Arduino のソフトウェアと開発ツール、およびいくつかの追加のハードウェア コンポーネントが付属しています。 これにより、入手可能なボードの中で最も多用途でユーザーフレンドリーなボードの 1 つとなります。

アクセスしやすいが、Uno Rev3 よりも少し複雑なものが必要な場合は、Mbed LPC1768 が最適なマイクロコントローラーになる可能性があります。 このチップは、追加の開発ツールとサポートを備えた NXP LPC1768 MCU 上に構築されています。

LPC1768 は USB およびイーサネット アプリケーションをサポートし、512 KB のフラッシュ メモリを提供するため、Rev3 よりも強力なシステムになります。 この高機能にもかかわらず、幅広いサポートにより、アクセスしやすく、プログラミングが容易になります。

市場で最高のマイクロコントローラーについて学ぶことは、理想的なソリューションを見つけるための最初のステップにすぎないことを認識することが重要です。 これらの MCU にはそれぞれ独自の長所と短所があるため、すべてのアプリケーションにどれが適しているかという単一の答えはありません。

IT 人材とリソースの不足はインダストリー 4.0 に対する最大の障壁の 1 つであり、ほとんどの製造業者はデジタル変革を受け入れるのに十分なスタッフがいないと報告しています。 この不足を考慮すると、どの MCU がプログラムおよび実装が最も簡単であるかによって検索を絞り込む必要があります。 経済的な選択肢を絞り込むために、必ず具体的な予算を立ててください。

MCU を選択する前に、それらのデバイスの目標を開発するテクノロジの概要を説明します。 これらのガイドラインにより、どの機能が必要で、どの機能を妥協できるかが簡単にわかります。 これらの目標と制限事項を MCU プロバイダーに伝えて、最適なコンポーネントを見つけてください。

適切なマイクロコントローラーを使用すると、特定のニーズと目標を対象としたインダストリー 4.0 テクノロジーを開発でき、デジタル トランスフォーメーションをより効果的に取り入れることができます。 業界はますますデジタル化が進んでおり、競争力を維持するためには不可欠であるため、今日の市場で最高のマイクロコントローラーを常にトップに置くことが重要です。