Mikro-Controller vs. -Prozessor

>wie kann es eigentlich sein dass komplette Mikroprozessoren (MPU) à la
>Cortex-A günstiger sind als die ja eigentlich kleineren Mikrocontroller
>(MCU)?

Das hängt im wesentlichen von den verkauften Stückzahlen und dem Käufer 
ab.
Wenn Du eine Million F7 kaufst, kriegst Du die bestimmt auch unter 5€.
Außerdem ist die Entwicklung eins Chips extrem teuer. Ich schätze mal, 
dass die Entwicklung eines F7 mindestens 10Mio kostet. Falls nur eine 
Mio davon verkauft wird, muss auf jeden Chip mindestens 10€ 
Entwicklungskosten drauf geschlagen werden.

Ich denke auch, es liegt hauptsächlich an den Stückzahlen.

Und sicher wird der Hersteller auch so viel Geld einnehmen, wie er kann. 
Solange alle vergleichbaren Mikrocontroller x Euro kosten, wird er für 
seinen  wohl auch x Euro verlangen, egal wie hoch die tatsächlichen 
Produktionskosten sind.

Dennoch haben die kleinen Mikrocontroller in gewissen 
Anwendungsbereichen Vorteile gegenüber den großen, deswegen gibt es sie 
noch:

1) Sie sind kleiner
2) Sie nehmen weniger Strom auf
3) Ihre Ausgänge sind höher belastbar
4) Ihre Programmierung ist einfacher, und damit billiger
5) Sie haben potentiell weniger Fehler
6) Sie funktionieren zuverlässiger

All dies sind auch Gründe für einen gewissen Aufpreis.

Man könnte die Liste sicher noch fortsetzen. Und ja, es gibt für jeden 
Punkt Gegenbeispiele.

Programmierer schrieb:
> wie kann es eigentlich sein dass komplette Mikroprozessoren (MPU) à la
> Cortex-A günstiger sind als die ja eigentlich kleineren Mikrocontroller
> (MCU)?

Das liegt großteils am Smartphone-Markt.
Hunderte Millionen, wenn nicht sogar Milliarden Stückzahlen wirken sich 
auf den Preis aus.
Gäbe es keine Smartphones und Tablets, gäbe es auch keine Raspberrys 
oder Beaglebones für 20-30 Euro.
Für die Mikrokontroller spricht aber dass sie noch im TQFP-Gehäuse 
verfügbar sind und sich einfacher programmieren lassen.
Die Peripherie der Mikrokontroller ist vielseitiger (SPI, UART, CAN, 
Timer, A/D-D/A) während die Prozessoren eher auf Multimedia (Grafik, 
Video, Kamera, Audio, USB, Netzwerk) ausgelegt sind. Verglichen mit 
einem STM32H ist die Peripherie eines Raspberyy Pi eher spartanisch.

Gruß

"Prozessoren" ist ja eigentlich die Bezeichnung für CPU-ICs wie 8051, 
Z80 bis hin zu 8086, Pentium usw. denen man extern ROM, RAM und 
Peripherie-ICs zufügen musste, um ein funktionsfähiges Gerät zu 
erhalten. In diesem Sinn gibt es Prozessoren nur noch auf PC-Mainboards, 
und auch da ist schon so einiges integriert, was früher in Zusatz-ICs 
enthalten war. Im Embedded-Bereich gibt es nur noch komplette 
Controller, die auch allein für sich schon funktionsfähig sind und im 
Idealfall alle Peripherei enthalten, die für den Anwendungszweck 
gebraucht wird.

Mir ist nicht klar, wo genau der TO hier einen Unterschied zwischen 
Controllern und Prozessoren macht. Es gibt einfach nur ein riesiges 
Spektrum von kleinsten Chips mit nur dem notwendigsten bis zu 
umfangreichen Systemen mit mehr Funktionen als man je brauchen wird. 
Chips die einen externen Programmspeicher brauchen gibt es kaum noch. 
Und natürlich hängt der Preis nicht nur von der Anzahl der Transistoren 
und der Die-Grösse ab, sondern auch von den produzierten Stückzahlen.

Georg

Andreas S. schrieb:
> Das erzähle mal den Herstellern und Nutzern der meisten x86-Prozessoren

georg schrieb:
> In diesem Sinn gibt es Prozessoren nur noch auf PC-Mainboards

Lesen ist halt doch schwierig, oder zumindest viel zu mühsam.

Georg

Joachim schrieb:
> Für die Mikrokontroller spricht aber dass sie noch im TQFP-Gehäuse
> verfügbar sind und sich einfacher programmieren lassen.
Das ist aber bei größeren Serien relativ egal.

Joachim schrieb:
> Die Peripherie der Mikrokontroller ist vielseitiger (SPI, UART, CAN,
> Timer, A/D-D/A)
Viele Cortex-A haben von diesen Schnittstellen eine ganze Menge. Nur 
ADC's sind eher rar.

georg schrieb:
> Mir ist nicht klar, wo genau der TO hier einen Unterschied zwischen
> Controllern und Prozessoren macht.
Typischerweise zwischen Cortex-A und Cortex-M. Oder zwischen denen die 
man ohne OS nutzen kann bzw. auf denen normale OSe nicht gut laufen (-M) 
und denen für die man Linux braucht (-A) weil es viele Treiber nur dafür 
gibt (gern auch als Binary-Blob).

georg schrieb:
> Es gibt einfach nur ein riesiges
> Spektrum von kleinsten Chips mit nur dem notwendigsten bis zu
> umfangreichen Systemen mit mehr Funktionen als man je brauchen wird.
Und warum gibt es in der Mitte des Spektrums - beim Übergang zwischen 
Cortex-M und -A - so einen riesigen Sprung im 
Preis-Leistungs-Verhältnis?

Joachim schrieb:
> Das liegt großteils am Smartphone-Markt.
> Hunderte Millionen, wenn nicht sogar Milliarden Stückzahlen wirken sich
> auf den Preis aus.
Sowas wie der TI AM335x ist nicht wirklich für Smartphones geeignet (zu 
wenig Leistung), eher für Industrie-Anwendungen (Unterstützung für 
Feldbusse); der ist aber trotzdem ziemlich billig. Mikrocontroller 
werden ja auch in riesigen Mengen verkauft, die sind ja auch überall 
drin.

Die beste Erklärung ist die, dass RAM & Flash teuer sind. Wenn man aber 
eine Anwendung hat die davon so viel braucht, dass externe 
Speichermodule sowohl bei MPU als auch MCU erforderlich sind, scheinen 
MPU's (ohne internen Speicher) im Endeffekt billiger zu sein.

Der Aufwand für den Hersteller hängt auch von der Fertigungstechnik ab, 
mit der der Chip hergestellt wird.
Üblicherweise werden die Massenchips mit kleinsten Strukturbreiten und 
neuesten Maschinen hergestellt. Die alten Fertigungslinien werden Chips, 
die in kleineren Stückzahlen laufen verwendet.

Kleine Strukturbreite heißt wenig Flächenverbrauch, mehr Chips pro Wafer 
und damit kleiner Kosten pro Chip.
Deshalb wurde der Pizza-Wafer ( ich glaube 30cm Durchmesser ) und starke 
UV-Belichtung für kleine Strukturbreiten eingeführt.

Normalerweise hat Intel die modernsten Fertigungslinien mit denen sie 
die kleinsten Strukturen und die höchsten Taktfrequenzen erreichen.
Viele andere Herstelle nutzen externe Dienstleister wie TSMC, deren 
Technologie natürlich dann auch den Konkurrenten zur Verfügung steht.

georg schrieb:
> "Prozessoren" ist ja eigentlich die Bezeichnung für CPU-ICs wie 8051,
> Z80 bis hin zu 8086,

8051 aber nicht. Das war eine der erfolgreichsten Mikrocontrollerserien 
überhaupt.

Gruß
Joachim

Vielleicht muss man noch einwerfen, dass der Mikrocontrollermarkt 
ziemlich umkämpft ist. Einige Firmen werden vielleicht vom Markt 
verschwinden und andere neue versuchen Anteile zu erkämpfen.
Das kann auch zu Marketingpreisen führen, bei denen man am Anfang mit 
Verlusten verkauft in der Erwartung später hohe Stückzahlen zu erzielen.

Fazit ganz allgemeine: Der Preis eines Mikrocontrollers ist von vielen 
Faktoren abhängig. Speicher und Rechengeschwindigkeit sind beileibe 
nicht alle Kriterien.