MCU單晶片的安全機制如何保護物聯網設備
這是一個充滿控制和處理的世界，因此我們幾乎可以在每個數位設備中找到單晶片、微處理器和處理器的蹤影，一般而言，與微處理器和處理器相比，MCU單晶片的使用頻率更高，根據IC...
這是一個充滿控制和處理的世界，因此我們幾乎可以在每個數位設備中找到單晶片、微處理器和處理器的蹤影，一般而言，與微處理器和處理器相比，MCU單晶片的使用頻率更高，根據IC Insights指出，受物聯網應用的增加以及系統中自動化和嵌入式控制的興起，全球單晶片收入預計將從 2018 年的 174 億美元增長至 2023 年的 213 億美元，複合年均成長率為 3.9%，預計單位出貨量將從2018年的281億增至2023年的382億，複合年均成長率為6.3%。
MCU單晶片在位元配置方面有8位元、16位元和32位元，但我們在文章當中只會探討8位元和32位元的單晶片，因為現在16位元單晶片的使用案例已經愈來愈少了。
8位元MCU單晶片基本上用於執行簡單的邏輯運算，例如像是加、減、乘、除等運算式，與32位元MCU單晶片相比，8位元儲存空間較小，計算能力也比較弱。
以Intel在1981年推出的第一個8位元MCU單晶片8051架構為例，它由 128 bytes RAM、4Kb ROM和4個並行8位元端口所組成，而現在8051單晶片已經改善很多了，在新唐科技，還內建了8~64KB Flash，2.4~5.5V廣泛的作業電壓應用，但是8051平台並不支援現代程式語言，只支援像是組合語言及C語言等沒有資料庫和工具鏈資源的舊式語言。
32位元的MCU單晶片可用於更複雜的計算，ARM、Atmel、NXP、Infineon、TI、Renesas、Microchip都有相關的開發方案，其中以Cortex-M0、M0+、M1、M3、M4、M4F為代表的ARM Cortex-M架構應用最為廣泛，Cortex-M0 還可免費用於定制 SoC 的原型和商業化，Cortex-M0不僅支援C99標準的高級語言，還有相當多的工具鏈資源可以使用。
與 Cortex-M0 不同，Cortex-M4 擁有更高階的 CPU 和頻率能力，更大的 Flash，並實現了 DSP，Cortex-M4 可以很自然地處理更複雜的工作量。
選擇合適的MCU單晶片需考量產品大小、系統規模、可訪問性、成本、延遲、RAM的效率以及控制和處理能力。
通常8位元的MCU單晶片多應用於較為簡單和較小型的系統，而32位元單晶片則應用於更複雜的系統，8位元的單晶片具有成本低和體積小的優勢，而32位元的單晶片則具有可訪問性的優勢，以 Cortex-M 架構為例，由於支援C++資料庫庫，開發人員可以很容易地在其中編寫韌體。
以控制和處理的能力來說，32位元的單晶片絕對是優於8位元的單晶片，由於8位元單晶片只能做簡單的運算，處理中斷和延遲等問題較為有效，另外，32位元單晶片能夠控制較多的模組和設備，但反應時間會比8位元的MCU單晶片還要長，而RAM的效率則取決於運算的類型，8位元的單晶片在簡單的運算方面效率較高，而32位元的單晶片在複雜的運算方面效率較高。
| 8位元MCU單晶片 | 32位元MCU單晶片 | |
|---|---|---|
| 尺寸 | 小 | 小 |
| 適用系統規模 | 小 | 中 |
| 輔助功能 | 支援老式程式語言 | 支援C++資料庫 |
| 成本 | 低 | 中 |
| 延遲時間 | 短 | 長 |
| RAM效率 | 簡單計算效率高 | 複雜計算效率高 |
| 控制和處理能力 | 劣 | 優 |
回到技術沒那麼先進的早期，8位元單晶片是機械控制的主流，如遙控器、電源開關控制、顯示器控制、音量控制、鍵盤和滑鼠控制，任何只需簡單指令控制就可控制的相關設備都可以使用8位元的單晶片。
但隨著物聯網時代的到來的同時也生產了許多自動控制的設備，而8位元單晶片在某些設備當中也已經不堪使用了，許多物聯網廠商基於控制技術及未來擴充性的考量，新的應用設備大多都會使用32位元的單晶片。
為了進一步劃分32位元單晶片，我們以Cortex-M0和M4來進行說明，32位元的Cortex-M0單晶片適合控制多個沒有TCP/IP協定的設備，如燈泡控制、電源控制、硬體控制、讀卡機控制、感應器控制，另一個例子則是藍牙的相關應用，該單晶片可以控制藍牙並同時與藍牙模組通訊。
而32位元的Cortex-M4單晶片，則可以應用於更複雜的計算，例如多媒體控制。該單晶片可以透過 TCP/IP 協定同時控制多個已連接的設備，例如它可以控制具有藍牙、NFC 和蜂巢式通訊技術的設備，也可以控制其他周邊裝置，Cortex-M4 單晶片的相關應用包括電機控制、汽車、電源管理、嵌入式音頻和工業自動化。
| 8位元單晶片 | 32位元MCU Cortex-M0 | 32位元 MCU Cortex-M4 | |
|---|---|---|---|
| 應用 | 遙控器、電源開關控制、顯示器控制、音量控制、鍵盤滑鼠控制 | 燈泡控制、電源控制、硬體控制、讀卡器控制、感應器控制 | 電機控制、汽車、電源管理、嵌入式音頻和工業自動化 |
| TCP/IP協定 | N | N | Y |
上面說明了單晶片的發展趨勢，整體來看8位元單晶片的應用設備雖較為陽春，但市場需求穩定，性價比較高，另一方面，32位元單機片的應用設備正在興起中，市場需求不斷增長。
8位元單晶片可用於相對較小的系統中執行邏輯運算，其應用於較為傳統的設備，如遙控器、顯示器控制、鍵盤和滑鼠控制等，只需一個簡單的指令，即可控制單項設備相關的應用程序。
32位元Cortex-M0單晶片則非常適合需要更多計算能力的成本敏感型應用設備，它可以同時控制多個已連接的設備，如電源控制、硬件控制和感應器控制等，此外如果需要 TCP/IP 功能和更多連接應用，則建議使用32位元Cortex-M4單晶片，其應用包括電機控制、電源管理、嵌入式音頻和工業自動化。
這是一個充滿控制和處理的世界，因此我們幾乎可以在每個數位設備中找到單晶片、微處理器和處理器的蹤影，一般而言，與微處理器和處理器相比，MCU單晶片的使用頻率更高，根據IC...
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這是一個充滿控制和處理的世界，因此我們幾乎可以在每個數位設備中找到單晶片、微處理器和處理器的蹤影，一般而言，與微處理器和處理器相比，MCU單晶片的使用頻率更高，根據IC...
