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8位微控制器(MCU)发展空间巨大

供稿人:istis  供稿时间:2004-11-12   关键字:MCU  微控制器  微处理器  
微控制器MCU是在单芯片计算机(国内俗称单片机)理念基础上发展起来的,是将微处理器及其外围电路、外设接口等集成制作在同一芯片中,无需其他辅助电路支持即可独立完成运算、放大、处理等工作的集成电路,具有优异的外围接口控制功能,易于构成各种工控、自适应控制、数据采集等系统,以及数字化、智能化、多功能化等新一代机电一体化产品,并可在大型测控系统中与主机并行工作,提高系统速度。
 
新一代8位MCU技术提升特点
 
全盘采用快闪存储器化的趋势业已形成,为系统编程ISP和在应用中编程IAP奠定基础;压控型CMOS电路结构带来低电压/低功耗优势,并采用现代高性能芯片的主流CMOS工艺技术生产,实现与功耗管理相关的最大静态化、多电源、时钟系统与电源系统的设计;大幅度提高工作频率,从10MHz左右上升到30~100MHz,向高速运行与复杂功能迈进;I/0端口从固定模式进展到用户配置模式,需要时可指定某些通用I/0口作指定功能;增加新型接口,如控制器局域网LAN、通用串行总线USB、红外线数据联盟IrDA、蓝牙、JTAG(IEEE1149.1)、因特网等多种通信串口;集成多种外设,许多原有外围扩展的功能单元逐步集成到片内,实现串行接口为主的外围扩展模式,简化应用系统设计,增加系统的可靠性;芯核有MPU化/RISC化/Power PC/与DSP核混合化的倾向,混合信号处理为一体,地址、数据总线分立;大多采用不那么特别精细的0.5μm线宽制造技术生产;产品封装类型有18/20/28/32/44/64脚贴片及42脚直插等,满足客户的不同需求;生产厂商提供汇编器,特别是C语言编译器、交叉模拟器、廉价仿真器等软/硬件工具,易于编程、移植、维护、管理。
 
国内外专利申请情况
 
以“8 BIT MICROCONTROLLER”为关键词检索得到33篇国外相关专利,始自1988年;以“八位微控制器”为关键词检索得到3篇中国专利,始自1997年。
 
其中,美国爱特梅尔股份有限公司申请的中国专利“具有RISC结构的八位微控制器”包括八位寄存器堆,它除了有通用八位ALU外还具有一个十六位专用算术逻辑单元ALU,为寄存器对提供一定的算术功能。该发明包括页面寄存器,与十六位逻辑寄存器的内容组合来提供更大的寻址范围,八位微控制器用一条指令直接读/写寄存器堆内任何一位的位置。
 
选取国外最新8篇相关专利概述如下,以飨读者:
专利号
专利名
公开日
申请人
US6765407
数字可配置式宏结构
2004-07-20
CYPRESS SEMICONDUCTOR CORP (US)
US6654861
8位微控制器中处理多通信队列的方法
2003-11-25
SMART MATIC CORP (US)
US2002133687
微处理器中实现增加/减少数据指示器的方法
2002-09-19
MA EDWARD TANG KWAI (US); LITTLE ANN (US)等(发明人)
US2002062330
外延区域部分特征的有效计算方法
2002-05-23
PAAR CHRISTOF (DE); BAILEY DANIEL V (US)等(发明人)
US2002007467
带有用户可调脉宽调节器的微控制器
2002-01-17
MA EDWARD TANG KWAI(US); TAYLOR FRANK V. (US)等(发明人)
 US6058467
标准芯片,4个时钟周期的8位微控制器
2000-05-02
DALLAS SEMICONDUCTOR (US)
US5805909
使用FLL时钟的低功耗微处理器或微控制器
1998-09-08
TEXAS INSTRUMENTS INC (US)
EP0632464
微控制器存储单元电流读取方法
1995-01-04
ST MICROELECTRONICS SRL (IT)
 
8位MCU应用特征
 
嵌入对象
工控领域
从业人员
工控对象专业
应用系统设计
基于器件
开发模式
开发装置:汇编高级语言
研发方法
程序设计  机电工程方式
(资料来源:8位微控制器市场涛声依旧 中国电子商情:元器件市场 2003,(9) 27~28)
 
市场分散  应用广泛
 
MCU市场中,从销售数量上看,8位出货量占整个MCU市场的60%,全球至少有25家顶级芯片供应商在争夺这个市场,应用最广泛的是消费电子和汽车等低成本嵌入式系统。据Semico调研公司分析,2002年全球8位MCU市场总值为45亿美元,2003年为51亿美元,增长12.2%。到2006年,8位MCU的发货量继续保持平稳,比16位和32位的总和还要多,仍会占到总量的60%,产值达56亿美元。估计在2010年,平均每人每天会接触到多达350个甚至更多的MCU。
 
国际集成电路市场前途多舛,而国内消费类电子、白色家电、汽车工业增长迅速,很适合采用8位MCU来开发智能化产品。国内嵌入式芯片的需求量有望成为仅次于美、日的世界第三大市场,种种利好使得各国际芯片巨头纷纷涌入国内。MCU市场主要由美、日、欧、韩的10大供应商及其各自分销机构占据,各家市场份额较分散,无处于绝对优势的厂商。据报道,国内2001年MCU市场为7.79亿块,同比增长22.9%,8位所占市场份额为58%,预计到2005年国内MCU市场需求量可达18亿块。  

从国际、国内MCU市场及技术发展趋势看,8位MCU过去是、现在是、未来可预见的时期里都是嵌入式系统应用的主流机型,仍有巨大的发展空间。

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