單片機發展前景

計算機系統的發展已明顯地朝三個方向發展;這三個方向就是：巨型化，單片化，網絡化。以解決複雜系統計算和高速數據處理的仍然是巨型機在起作用，故而，巨型機在目前在朝高速及處理能力的方向努力。下面是本站小編為你整理的單片機發展前景，供大家閲覽!

　　單片機發展前景

1、 內部結構的進步

單片機在內部已集成了越來越多的部件，這些部件包括一般常用的電路，例如：定時器，比較器，A/D轉換器，D /A轉換器，串行通信接口，Watchdog電路，LCD控制器等。

有的單片機為了構成控制網絡或形成局部網，內部含有局部網絡控制模塊CAN。例如，Infineon公司的C 505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90;Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特別是在單片機C167CS-32FM中，內部還含有2個CAN。因此，這類單片機十分容易構成網絡。特別是在控制，系統較為複雜時，構成一個控制網絡十分有用。

為了能在變頻控制中方便使用單片機，形成最具經濟效益的嵌入式控制系統。有的單片機內部設置了專門用於變頻控制的脈寬調製控制電路，這些單片機有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列;Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在這些單片機中，脈寬調製電路有6個通道輸出，可產生三相脈寬調製交流電壓，並內部含死區控制等功能。

特別引人注目的是：現在有的單片機已採用所謂的三核(TrCore)結構。這是一種建立在系統級芯片(System on a chip)概念上的結構。這種單片機由三個核組成：一個是微控制器和DSP核，一個是數據和程序存儲器核，最後一個是外圍專用集成電路(ASIC)。這種單片機的最大特點在於把DSP和微控制器同時做在一個片上。雖然從結構定義上講，DSP是單片機的一種類型，但其作用主要反映在高速計算和特殊處理如快速傅立葉變換等上面。把它和傳統單片機結合集成大大提高了單片機的功能。這是目前單片機最大的進步之一。這種單片機最典型的有Infineon公司的TC10GP;Hitachi公司的SH7410，SH7612等。這些單片機都是高檔單片機，MCU都是32位的，而DSP採用16或32位結構，工作頻率一般在60MHz以上。

2、 功耗、封裝及電源電壓的進步

現在新的`單片機的功耗越來越小，特別是很多單片機都設置了多種工作方式，這些工作方式包括等待，暫停，睡眠，空閒，節電等工作方式。Philips公司的單片機P87LPC762是一個很典型的例子，在空閒時，其功耗為1.5 mA，而在節電方式中，其功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人驚歎的是TI公司的單片機MSP430系列，它是一個 16位的系列，有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1、LPM3、LPM4三種。當電源為3V時，如果工作於 LMP1方式，即使外圍電路處於活動，由於CPU不活動，振盪器處於1～4MHz，這時功耗只有50?A。在LPM3 時，振盪器處於32kHz，這時功耗只有1.3?A。在LPM4時，CPU、外圍及振盪器32kHz都不活動，則功耗只有0.1?A。

現在單片機的封裝水平已大大提高，隨着貼片工藝的出現，單片機也大量採用了各種合符貼片工藝的封裝方式出現，以大量減少體積。在這種形勢中，Microchip公司推出的8引腳的單片機特別引人注目。這是PIC12CXXX系列。它含有0.5～2K程序存儲器，25～128字節數據存儲器，6個I/O端口以及一個定時器，有的還含4道A/D ，完全可以滿足一些低檔系統的應用。擴大電源電壓範圍以及在較低電壓下仍然能工作是今天單片機發展的目標之一。目前，一般單片機都可以在3.3～5.5V的條件下工作。而一些廠家，則生產出可以在2.2～6V的條件下工作的單片機。這些單片機有Fujitsu公司的MB89191～89195，MB89121～125A，MB89130系列等，應該説該公司的F2MC-8L系列單片機絕大多數都滿足2.2～6V的工作電壓條件。而TI公司的MSP430X11X系列的工作電壓也是低達2.2V的。

　　單片機發展工藝上的進步

現在的單片機基本上採用CMOS技術，但已經大多數採用了0.6?m以上的光刻工藝，有個別的公司，如Motorola公司則已採用0.35?m甚至是0.25?m技術。這些技術的進步大大地提高了單片機的內部密度和可靠性。

TASKING公司目前正在為解決這個問題提供了途徑。該公司已把emWare的EMIT軟件包和有關的軟件配套集成，形成一個集成開發環境，向用户提供開發方便。嵌入互聯網聯盟ETI(embed the Internet Consortium)正在緊密合作，共同開發嵌入式Internet的解決方案。在不久將會有成果公佈。

EmWare公司提出嵌入式系統入網的方案--EMIT技術。這個技術包括三個主要部分：即emMicro， emGateway和網絡瀏覽器。其中，emMicro是嵌入設備中的一個只佔內存容量1K字節的極小的網絡服務器; emGateway作為一個功能較強的用户或服務器，它用於實現對多個嵌入式設備的管理，還有標準的Internet 通信接入以及網絡瀏覽器的支持。網絡瀏覽器使用emObjicts進行顯示和嵌入式設備之間的數據傳輸。

如果嵌入式設備的資源足夠，則emMicro和emGateway可以同時裝入嵌入式設備中，實現Inter net的直接接入。否則，將要求emGateway和網絡瀏覽器相互配合。EmWare的EMIT軟件技術使用標準的 Internet協議對8位和16位嵌入式設備進行管理，但比傳統上的開銷小得多。

目前，單片機應用中提出了一個新的問題：這就是如何使8位、16位單片機控制的產品，也即嵌入式產品或設備能實現和互聯網互連?

　　單片機應用的可靠性技術發展

在單片機應用中，可靠性是首要因素為了擴大單片機的應用範圍和領域，提高單片機自身的可靠性是一種有效方法。近年來，單片機的生產廠家在單片機設計上採用了各種提高可靠性的新技術，這些新技術表現在如下幾點：

1、 EFT(Ellectrical Fast Transient)技術

EFT技術是一種抗干擾技術，它是指在振盪電路的正弦信號受到外界干擾時，其波形上會迭加各種毛刺信號，如果使用施密特電路對其整形，則毛刺會成為觸發信號干擾正常的時鐘，在交替使用施密特電路和RC濾波電路時，就可以消除這些毛否則令其作用失效，從而保證系統的時鐘信號正常工作。這樣，就提高了單片機工作的可靠性。Motorola公司的 MC68HC08系列單片機就採用了這種技術。

2、 低噪聲佈線技術及驅動技術

在傳統的單片機中，電源及地線是在集成電路外殼的對稱引腳上，一般是在左上、右下或右上、左下的兩對對稱點上。這樣，就使電源噪聲穿過整塊芯片，對單片機的內部電路造成干擾。現在，很多單片機都把地和電源引腳安排在兩條相鄰的引腳上。這樣，不僅降低了穿過整個芯片的電流，另外還在印製電路板上容易佈置去耦電容，從而降低系統的噪聲。

現在為了適應各種應用的需要，很多單片機的輸出能力都有了很大提高，Motorola公司的單片機I/O口的灌拉電流可達8mA以上，而Microchip公司的單片機可達25mA。其它公司：AMD，Fujitsu，NEC ，Infineon，Hitachi，Ateml，Tosbiba等基本上可達8～20mA的水平。這些電流較大的驅動電路集成到芯片內部在工作時帶來了各種噪聲，為了減少這種影響，現在單片機採用多個小管子並聯等效一個大管子的方法，並在每個小管子的輸出端串上不同等效阻值的電阻，以降低di/dt，這也就是所謂"跳變沿軟化技術"，從而消除大電流瞬變時產生的噪聲。

3、 採用低頻時鐘

高頻外時鐘是噪聲源之一，不僅能對單片機應用系統產生干擾，還會對外界電路產生干擾，令電磁兼容性不能滿足要求。對於要求可靠性較高的系統，低頻外時鐘有利於降低系統的噪聲。在一些單片機中採用內部瑣相環技術，則在外部時鐘較低時，也能產生較高的內部總線速度，從而保證了速度又降低了噪聲。Motorola公司的MC68HC08系列及其1 6/32位單片機就採用了這種技術以提高可靠性。