SEGA對任天堂，Mac對PC，Android對iOS，科技類公司爭奪市占率的「聖戰」至今依然持續。但從90年代以來，Maker和嵌入式系統技術人員就捲入一場戰爭。那就是8位元微控制器，Microchip的PIC與Atmel的AVR之戰。
Microchip以35.6億美元併購Atmel的消息公諸於世。這代表戰爭終於結束了嗎？這對開發嵌入式系統的前景來說意味著什麼？
Microchip以35.6億美元併購Atmel的消息公諸於世。這代表戰爭終於結束了嗎？這對開發嵌入式系統的前景來說意味著什麼？
搞不好暫時不會發生任何變動。Microchip和Atmel還是會繼續製造旗下產品，售後服務也會妥善延續下去。因為這兩家公司的產品隨處可見，無論在家中、車上，還是口袋裡。Microchip目前有12億個以上的PIC要出貨，Atmel的megaAVR就用在第一片Arduino當中。這將Maker導向物理計算的天地當中。
不過，這其中還有許多值得期待之處。Microchip／Atmel能夠結合AVR和PIC的優點，做出非常棒的微控制器平臺。儘管32位元ARM晶片價格下滑，名氣扶搖直上，但8位元的需求還是很高，用這個就夠了。
那麼，PIC和AVR的差別是什麼？而這樣的差別會有什麼問題？剛開始學嵌入式軟體的人最好選Arduino，因為這種工具容易使用。但若想邁向下一步時，就必須兩者擇一。
AVR：以開放原始碼的方式對Maker友善
假如之前用過Arduino，就等於已經設計過AVR的程式了。這種程式會用在Uno、Pro、Mega、Gemma、LilyPad、Leonardo、Diecimilia、Duemilanove等許多開發板上。由於是靠開放原始碼社群維護，因此在Maker之間很流行。假如想要開始使用AVR單機設計程式，所有需要的工具都免費配齊，能夠用在所有作業系統上。AVR-GCC功能齊全，支援C編譯器（Mac使用者的設定就和安裝CrossPack一樣簡單）。而以Atmel官方認證的AVRISP mkII、Sparkfun的Pocket AVR Programmer，以及用其他眾多程式設計裝置之一編寫的程式，則可以用AVRDUDE工具程式上傳到AVR微控制器。
AVR的R指的是RISC（Reduced Instruction Set Computing，精簡指令集）的R。這表示假如想要直接使用組合語言時，就會覺得非常輕鬆。指令集適合搭配C編譯器使用，就算是具有時效性的例行程序也能做人工編碼。用組合語言編寫的優秀AVR專題多不勝數。Linus 「lft」 Åkesson的Craft、Phasor和Bitbanger展示板，Uzebox遊樂器，以及我那可用示波器瀏覽網頁的Terminalscope專題就是如此。
遺憾的是，AVR的缺點就在於價格。ATmega328P採用Arduino UNO，即使能用麵包板，DIP套件也要3美元70美分。裡頭的內容是程式碼用的32K的ROM、2K的RAM，以及I /O針腳23根（其中6根可以讀取類比電壓再輸入，還有其中6根可以用來調整LED的光量再輸出PWM信號）。假如需要更多的針腳或記憶體，比方像是想要16K的RAM及32根I /O針腳的40針腳DIP套件，就必須考慮要不要升級到ATmega1284。這一個要7美元67美分。假如表面黏著做得好，即使添加板載USB或其他古怪的功能，也會變得稍微便宜一點。但若選擇別家公司的產品，就能以更便宜的價格取得同等零件。
不過，這其中還有許多值得期待之處。Microchip／Atmel能夠結合AVR和PIC的優點，做出非常棒的微控制器平臺。儘管32位元ARM晶片價格下滑，名氣扶搖直上，但8位元的需求還是很高，用這個就夠了。
那麼，PIC和AVR的差別是什麼？而這樣的差別會有什麼問題？剛開始學嵌入式軟體的人最好選Arduino，因為這種工具容易使用。但若想邁向下一步時，就必須兩者擇一。
AVR：以開放原始碼的方式對Maker友善
假如之前用過Arduino，就等於已經設計過AVR的程式了。這種程式會用在Uno、Pro、Mega、Gemma、LilyPad、Leonardo、Diecimilia、Duemilanove等許多開發板上。由於是靠開放原始碼社群維護，因此在Maker之間很流行。假如想要開始使用AVR單機設計程式，所有需要的工具都免費配齊，能夠用在所有作業系統上。AVR-GCC功能齊全，支援C編譯器（Mac使用者的設定就和安裝CrossPack一樣簡單）。而以Atmel官方認證的AVRISP mkII、Sparkfun的Pocket AVR Programmer，以及用其他眾多程式設計裝置之一編寫的程式，則可以用AVRDUDE工具程式上傳到AVR微控制器。
AVR的R指的是RISC（Reduced Instruction Set Computing，精簡指令集）的R。這表示假如想要直接使用組合語言時，就會覺得非常輕鬆。指令集適合搭配C編譯器使用，就算是具有時效性的例行程序也能做人工編碼。用組合語言編寫的優秀AVR專題多不勝數。Linus 「lft」 Åkesson的Craft、Phasor和Bitbanger展示板，Uzebox遊樂器，以及我那可用示波器瀏覽網頁的Terminalscope專題就是如此。
遺憾的是，AVR的缺點就在於價格。ATmega328P採用Arduino UNO，即使能用麵包板，DIP套件也要3美元70美分。裡頭的內容是程式碼用的32K的ROM、2K的RAM，以及I /O針腳23根（其中6根可以讀取類比電壓再輸入，還有其中6根可以用來調整LED的光量再輸出PWM信號）。假如需要更多的針腳或記憶體，比方像是想要16K的RAM及32根I /O針腳的40針腳DIP套件，就必須考慮要不要升級到ATmega1284。這一個要7美元67美分。假如表面黏著做得好，即使添加板載USB或其他古怪的功能，也會變得稍微便宜一點。但若選擇別家公司的產品，就能以更便宜的價格取得同等零件。
於是PIC就出現了
Arduino出現之前，Microchip的PIC就受到業餘愛好者和專業人士一致推薦。這些產品陣容龐大，與週邊設備打包銷售，而且價格還有夠便宜。假如想用DIP套件當中的28條類比輸入通道，不妨選用價格2美元的PIC16F1717。假如想用USB製作能與電腦說話的裝置，則可以選用1美元40美分的PIC16F1454，無須額外的配件。
Microchip將有趣的週邊設備藏在PIC裡，只要用單一晶片就能一次搞定，總成本會降得更低。還有許多開發板搭載類比數位轉換器（DAC），能夠實際輸出類比電壓。互補波型產生器可以輕鬆操控直流馬達，此外還有CLC這個小型版的FPGA，能夠針對輸入訊號進行簡單的運算（像是AND、OR或XOR），無須藉由主處理器就可以配置路徑輸出，即使在睡眠模式也可以運作。
因此，PIC非常便宜，隨處都能取得，搭載許多酷炫功能。那缺點呢？為什麼2000年中旬在Maker之間掀起微控制器革命的是AVR，而不是PIC？相信很多人會回答原因在於工具。現在專為AVR開發的開源免費工具洋溢在各處。反觀想在PIC上設計程式時，則必須使用Microchip的軟體和硬體。
直到幾年前為止，PIC的開發環境還僅限於Windows。Microchip現在的開發環境（IDE）MPLAB X建立在NetBeans平臺上，因此在Windows、OS X和Linux上皆可執行。要下載的檔案大小為500MB以上，介面很難用，內有許多工具欄、側邊欄和設定對話框。喜歡命令列的人還可以用藏在MPLAB X應用程式深處的腳本，將程式碼上傳到晶片中。
PIC的記憶體與AVR的純RISC架構不同，會分段成128個位元的記憶庫（bank），一次只會啟動其中一組。這種安排會妨礙開源編譯器的開發。Small Device C Compiler是我所知的唯一一個編譯器。儘管我用這項工具留下某種程度的成果，卻不能使用最新型晶片的所有功能，還有bug。假如想靠PIC的C設計程式，就只能使用Microchip的XC8編譯器。免費版不能將程式碼最佳化。假如想要盡快寫出程式碼，就必須購買專業版授權，這玩意也要價1000美元。姑且不論販賣大量裝置的專業工程師，這樣的價格業餘愛好者是出不起的。
就如裝置的程式設計師所言，PICkit 3（50美元）是唯一確實支援最新型PIC的裝置。但設定卻很困難（我無法直接以Mac操作，需要用Windows PC升級韌體）。不過執行起來倒是很順暢。
未來
我的夢想是希望Microchip／Atmel製造的微控制器是AVR架構，擁有開源工具鏈，搭載PIC通用的週邊設備，價格便宜。但這是否為時已晚？Teensy或Arduino Due這些32位元的ARM Cortex-M裝置開始占領低階市場，而類似Raspberry Pi Zero的全功能Linux系統和CHIP用5美元就買得到。但我們也不能忘了簡單的8位元微控制器。只要有了這個，幾星期內就能學會所需的功能。像是計算時脈週期的方法、如何編寫經手動調整過的組合語言，以及將指令切割，讓程式碼配合便宜的零件等，這些都是讓我和無數駭客對嵌入式系統燃起熱情的地方。
（譯：李友君）
［原文］
Microchip將有趣的週邊設備藏在PIC裡，只要用單一晶片就能一次搞定，總成本會降得更低。還有許多開發板搭載類比數位轉換器（DAC），能夠實際輸出類比電壓。互補波型產生器可以輕鬆操控直流馬達，此外還有CLC這個小型版的FPGA，能夠針對輸入訊號進行簡單的運算（像是AND、OR或XOR），無須藉由主處理器就可以配置路徑輸出，即使在睡眠模式也可以運作。
因此，PIC非常便宜，隨處都能取得，搭載許多酷炫功能。那缺點呢？為什麼2000年中旬在Maker之間掀起微控制器革命的是AVR，而不是PIC？相信很多人會回答原因在於工具。現在專為AVR開發的開源免費工具洋溢在各處。反觀想在PIC上設計程式時，則必須使用Microchip的軟體和硬體。
直到幾年前為止，PIC的開發環境還僅限於Windows。Microchip現在的開發環境（IDE）MPLAB X建立在NetBeans平臺上，因此在Windows、OS X和Linux上皆可執行。要下載的檔案大小為500MB以上，介面很難用，內有許多工具欄、側邊欄和設定對話框。喜歡命令列的人還可以用藏在MPLAB X應用程式深處的腳本，將程式碼上傳到晶片中。
PIC的記憶體與AVR的純RISC架構不同，會分段成128個位元的記憶庫（bank），一次只會啟動其中一組。這種安排會妨礙開源編譯器的開發。Small Device C Compiler是我所知的唯一一個編譯器。儘管我用這項工具留下某種程度的成果，卻不能使用最新型晶片的所有功能，還有bug。假如想靠PIC的C設計程式，就只能使用Microchip的XC8編譯器。免費版不能將程式碼最佳化。假如想要盡快寫出程式碼，就必須購買專業版授權，這玩意也要價1000美元。姑且不論販賣大量裝置的專業工程師，這樣的價格業餘愛好者是出不起的。
就如裝置的程式設計師所言，PICkit 3（50美元）是唯一確實支援最新型PIC的裝置。但設定卻很困難（我無法直接以Mac操作，需要用Windows PC升級韌體）。不過執行起來倒是很順暢。
未來
我的夢想是希望Microchip／Atmel製造的微控制器是AVR架構，擁有開源工具鏈，搭載PIC通用的週邊設備，價格便宜。但這是否為時已晚？Teensy或Arduino Due這些32位元的ARM Cortex-M裝置開始占領低階市場，而類似Raspberry Pi Zero的全功能Linux系統和CHIP用5美元就買得到。但我們也不能忘了簡單的8位元微控制器。只要有了這個，幾星期內就能學會所需的功能。像是計算時脈週期的方法、如何編寫經手動調整過的組合語言，以及將指令切割，讓程式碼配合便宜的零件等，這些都是讓我和無數駭客對嵌入式系統燃起熱情的地方。
（譯：李友君）
［原文］
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