?? 247.htm
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<title>CTerm非常精華下載</title>
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<hr><p align="left"><small>發(fā)信人: blook (想清楚要做什么，然后就去做), 信區(qū): Embedded <br>
標(biāo) 題: Re: 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展與單片機(jī)應(yīng)用的廣泛選擇 (轉(zhuǎn)載) <br>
發(fā)信站: BBS 水木清華站 (Thu Apr 12 20:44:19 2001) <br>
<br>
<br>
【 在 FoolsGarden (和水木清華談戀愛(ài)) 的大作中提到: 】 <br>
【 以下文字轉(zhuǎn)載自 IM 討論區(qū) 】 <br>
【 原文由 hawkk 所發(fā)表 】 <br>
電子技術(shù)應(yīng)用 <br>
APPLICATION OF ELECTRONIC TECHNIQUE <br>
1999年 第3期 No.3 1999 <br>
<br>
單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展與單片機(jī)應(yīng)用的廣泛選擇 <br>
<br>
邵貝貝 <br>
<br>
編者按:1998年12月19日,北京單片機(jī)聯(lián)誼會(huì)在北航 <br>
出版社舉行第四次專(zhuān)題研討會(huì)，主題是單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展與單片機(jī)應(yīng)用的廣泛選 <br>
擇。出席會(huì)議的有各類(lèi)單片機(jī)的代表、應(yīng)用專(zhuān)家和新聞媒體人士約40人,近20位專(zhuān)家發(fā)言, <br>
涉及15個(gè)單片機(jī)廠商的產(chǎn)品。本文由清華大學(xué)邵貝貝教授就以上議 <br>
題歸納如下,以便為用戶(hù)在單片機(jī)選型上展示更大的空間。 <br>
<br>
1 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn) <br>
自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)已走過(guò)了近20年的發(fā)展路程。縱觀20年來(lái)單片機(jī)發(fā)展 <br>
歷程可以看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器(MPU)技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展 <br>
為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動(dòng)，表現(xiàn)出較微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢(shì)。 <br>
單片機(jī)長(zhǎng)壽命 這里所說(shuō)的長(zhǎng)壽命，一方面指用單片機(jī)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品可以穩(wěn)定可靠地工作十 <br>
年、二十年，另一方面是指與微處理器相比的長(zhǎng)壽命。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，MPU <br>
更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快，以386、486、586為代表的MPU，很短的時(shí)間內(nèi)就被淘汰出局， <br>
而傳統(tǒng)的單片機(jī)如68HC0 <br>
5、8051等年齡已有15歲，產(chǎn)量仍是上升的。這一方面是由于其對(duì)相應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的適應(yīng)性 <br>
，另一方面是由于以該類(lèi)CPU為核心，集成以更多I/O功能模塊的新單片機(jī)系列層出不窮。 <br>
可以預(yù)見(jiàn)，一些成功上市的相對(duì)年輕的CPU核心，也會(huì)隨著I/O功能模塊的不斷豐富，有著 <br>
相當(dāng)長(zhǎng)的生存周期。新 <br>
的CPU類(lèi)型的加盟,使單片機(jī)隊(duì)伍不斷壯大,給用戶(hù)帶來(lái)了更多的選擇余地。 <br>
8位、16位、32位單片機(jī)共同發(fā)展 這是當(dāng)前單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的另一動(dòng)向。長(zhǎng)期以來(lái)，單 <br>
片機(jī)技術(shù)的發(fā)展是以8位機(jī)為主的。隨著移動(dòng)通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品 <br>
進(jìn)入家庭，32位單片機(jī)應(yīng)用得到了長(zhǎng)足發(fā)展。以Motorola <br>
68K為CPU的32位單片機(jī)97年的銷(xiāo)售量達(dá)8千萬(wàn)枚。過(guò)去認(rèn)為由于8位單片機(jī)功能越來(lái)越強(qiáng)， <br>
32位機(jī)越來(lái)越便宜，使16位單片機(jī)生存空間有限，而16位單片機(jī)的發(fā)展無(wú)論從品種和產(chǎn)量 <br>
方面，近年來(lái)都有較大幅度的增長(zhǎng)。 <br>
單片機(jī)速度越來(lái)越快 MPU發(fā)展中表現(xiàn)出來(lái)的速度越來(lái)越快是以時(shí)鐘頻率越來(lái)越高為標(biāo)志 <br>
的。而單片機(jī)則有所不同，為提高單片機(jī)抗干擾能力，降低噪聲，降低時(shí)鐘頻率而不犧牲 <br>
運(yùn)算速度是單片機(jī)技術(shù)發(fā)展之追求。一些8051單片機(jī)兼容廠商改善了單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序， <br>
在不提高時(shí)鐘頻率的條 <br>
件下，使運(yùn)算速度提高了很多，Motorola單片機(jī)則使用了瑣相環(huán)技術(shù)或內(nèi)部倍頻技術(shù)使內(nèi) <br>
部總線速度大大高于時(shí)鐘產(chǎn)生器的頻率。68HC08單片機(jī)使用4.9M外部振蕩器而內(nèi)部時(shí)鐘達(dá) <br>
32M，而M68K系列32位單片機(jī)使用32K的外部振蕩器頻率內(nèi)部時(shí)鐘可達(dá)16MHz以上。 <br>
低電壓與低功耗 自80年代中期以來(lái)，NMOS工藝單片機(jī)逐漸被CMOS工藝代替，功耗得以大 <br>
幅度下降，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)由3μm工藝發(fā)展到1.5、1.2、0.8、0.5、0.35近而 <br>
實(shí)現(xiàn)0.2μm工藝，全靜態(tài)設(shè)計(jì)使時(shí)鐘頻率從直流到數(shù)十兆任選，都使功耗不斷下降。 <br>
Motorola <br>
最近推出任選的M.CORE <br>
可在1.8V電壓下以50M/48MIPS全速工作，功率約為20mW。幾乎所有的單片機(jī)都有Wait、 <br>
Stop等省電運(yùn)行方式。允許使用的電源電壓范圍也越來(lái)越寬。一般單片機(jī)都能在3到6V范 <br>
圍內(nèi)工作，對(duì)電池供電的單片機(jī)不再需要對(duì)電源采取穩(wěn)壓措施。低電壓供電的單片機(jī)電源 <br>
下限已由2.7V降至2.2V、1 <br>
.8V。0.9V供電的單片機(jī)已經(jīng)問(wèn)世。 <br>
低噪聲與高可靠性技術(shù) 為提高單片機(jī)系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作 <br>
環(huán)境，滿(mǎn)足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片機(jī)商家在單片機(jī)內(nèi)部電路中采取了一 <br>
些新的技術(shù)措施。如美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體NS的COP8單片機(jī)內(nèi)部增加了抗EMI電路，增強(qiáng)了“看 <br>
門(mén)狗”的性能。Motorol <br>
a也推出了低噪聲的LN系列單片機(jī)。 <br>
OTP與掩膜 OTP是一次性寫(xiě)入的單片機(jī)。過(guò)去認(rèn)為一個(gè)單片機(jī)產(chǎn)品的成熟是以投產(chǎn)掩膜型 <br>
單片機(jī)為標(biāo)志的。由于掩膜需要一定的生產(chǎn)周期，而OTP型單片機(jī)價(jià)格不斷下降，使得近 <br>
年來(lái)直接使用OTP完成最終產(chǎn)品制造更為流行。它較之掩膜具有生產(chǎn)周期短、風(fēng)險(xiǎn)小的特 <br>
點(diǎn)。近年來(lái)，OTP型單片 <br>
機(jī)需量大幅度上揚(yáng)，為適應(yīng)這種需求許多單片機(jī)都采用了在片編程技術(shù)(In System <br>
Programming)。未編程的OTP芯片可采用裸片Bonding技術(shù)或表面貼技術(shù)，先焊在印刷板上 <br>
，然后通過(guò)單片機(jī)上引出的編程線、串行數(shù)據(jù)、時(shí)鐘線等對(duì)單片機(jī)編程。解決了批量寫(xiě) <br>
OTP <br>
芯片時(shí)容易出現(xiàn)的芯片與寫(xiě)入器接觸不好的問(wèn)題。使OTP的裸片得以廣泛使用，降低了產(chǎn) <br>
品的成本。編程線與I/O線共用，不增加單片機(jī)的額外引腳。而一些生產(chǎn)廠商推出的單片 <br>
機(jī)不再有掩膜型，全部為有ISP功能的OTP。 <br>
MTP向OTP挑戰(zhàn) MTP是可多次編程的意思。一些單片機(jī)廠商以MTP的性能、OTP的價(jià)位推出 <br>
他們的單片機(jī)，如ATMEL <br>
AVR單片機(jī)，片內(nèi)采用FLASH，可多次編程。華邦公司生產(chǎn)的與8051兼容的單片機(jī)也采用了 <br>
MTP性能，OTP的價(jià)位。這些單片機(jī)都使用了ISP技術(shù)，等安裝到印刷線路板上以后再下載 <br>
程序。 <br>
<br>
2 單片機(jī)的廣泛選擇 <br>
Motorola單片機(jī) Motorola是世界上最大的單片機(jī)廠商。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多 <br>
是其特點(diǎn)，在8位機(jī)方面有68HC05和升級(jí)產(chǎn)品68HC08，68HC05有三十多個(gè)系列，二百多個(gè) <br>
品種，產(chǎn)量已超過(guò)20億片。8位增強(qiáng)型單片機(jī)68HC11也有三十多個(gè)品種，年產(chǎn)量在1億片以 <br>
上。升級(jí)產(chǎn)品有68HC12 <br>
。16位機(jī)68HC16也有十多個(gè)品種。32位單片機(jī)的683XX系列也有幾十個(gè)品種。近年來(lái)，以 <br>
PowerPC、Coldfire、M.CORE 等為CPU。將DSP做為輔助模塊集成的單片機(jī)也紛紛推出。目 <br>
前仍是單片機(jī)的首選牌品。Motorola單片機(jī)特點(diǎn)之一是在同樣速度下所用的時(shí)鐘頻率較 <br>
Intel類(lèi)單片機(jī) <br>
Intel類(lèi)單片機(jī) <br>
低很多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強(qiáng),更適合用于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。 <br>
Motorola 8位單片機(jī)過(guò)去的策略是以掩膜為主的，最近推出OTP計(jì)劃以適應(yīng)單片機(jī)發(fā)展新 <br>
趨勢(shì)，在32位機(jī)上，M.CORE在性能和功耗方面都勝過(guò)ARM7。 <br>
Microchip單片機(jī) Microship單片機(jī)是市場(chǎng)份額增長(zhǎng)最快的單片機(jī)。它的主要產(chǎn)品是16C <br>
系列8位單片機(jī)，CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，僅33條指令，運(yùn)行速度快，且以低價(jià)位著稱(chēng)，一般單 <br>
片機(jī)價(jià)格都在一美元以下。Microship單片機(jī)沒(méi)有掩膜產(chǎn)品，全部是OTP器件，Microship <br>
強(qiáng)調(diào)節(jié)約成本的最優(yōu)化設(shè) <br>
計(jì)，適于用量大、檔次低、價(jià)格敏感的產(chǎn)品。 <br>
Scenix單片機(jī) Scenix單片機(jī)I/O模塊有新意 I/O模塊的集成與組合技術(shù)是單片機(jī)技術(shù)不 <br>
可缺少的重要方面。除傳統(tǒng)的I/O功能模塊如并行I/O、URT、SPI、I2C、A/D、PWM、PLL、 <br>
DTMF等，新的I/O模塊 不斷出現(xiàn)，如USB、 CAN、J1850，最具代表性的是Motorola <br>
32位單片機(jī)，它集成了包括各種通訊協(xié)議在內(nèi)的I/O模塊，而Scenix單片機(jī)在I/O模塊的處 <br>
理上引入了虛擬I/O的新概念。Scenix采用了RISC結(jié)構(gòu)的CPU，使CPU最高工作頻率達(dá)50MHz <br>
。運(yùn)算速度接近50 <br>
MIPS。有了強(qiáng)有力的CPU，各種I/O功能便可以用軟件的辦法模擬。單片機(jī)的封裝采用 <br>
20/28引腳。公司提供各種I/O的 <br>
庫(kù)函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)各種I/O模塊的功能。這些用軟件完成的模塊包括多路UART、多路A/D、 <br>
PWM、SPI、DTMF、FSK、LCD驅(qū)動(dòng)等，這些都是通常用硬件實(shí)現(xiàn)起來(lái)也相當(dāng)復(fù)雜的模塊。 <br>
NEC單片機(jī) NEC單片機(jī)自成體系，以8位單片機(jī)78K系列產(chǎn)量最高，也有16位、32位單片機(jī) <br>
。16位以上單片機(jī)采用內(nèi)部倍頻技術(shù)，以降低外時(shí)鐘頻率。有的單片機(jī)采用內(nèi)置操作系統(tǒng) <br>
。NEC的銷(xiāo)售策略著重于服務(wù)大客戶(hù)，并投入相當(dāng)大的技術(shù)力量幫助大客戶(hù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。 <br>
東芝單片機(jī) 東芝單片機(jī)的特點(diǎn)是從4位機(jī)到64位機(jī)門(mén)類(lèi)齊全。4位機(jī)在家電領(lǐng)域仍有較大 <br>
的市場(chǎng)。8位機(jī)主要有870系列、90系列等，該類(lèi)單片機(jī)允許使用慢模式，采用32K時(shí)鐘時(shí) <br>
功耗降至10μA數(shù)量級(jí)。CPU內(nèi)部多組寄存器的使用，使得中斷響應(yīng)與處理更加快捷。東芝 <br>
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