| ---8位微控制器是人们最熟悉不过的了。大家已经使用了很多年,对其进行了试验与测试,也已经信任这种产品。但是它是否已过时了呢?因为在苹果电脑公司创办之前这种微控制器就已经存在了。它是否已经无用武之地?你可能已放弃了在设计中使用8位微控制器的念头。 那么,我奉劝你重新考虑这个问题! 实际上,使用8位微控制器能够产生实实在在、看得见的设计与商业优势。这些设备本身具有的先进品质使得它们在30多年前一面市就成为了许多微电子产品的首选。尽管已推出了更为复杂和强大的16位和32位设备,8位设备市场仍在稳步增长。
发展与规格 不仅仅是8位微控制器和微处理器技术发展到了能够维持空前处理能力和性能的水平,设计创新也使诸如ZiLOG等供应商能够设计出更多功能、更强有力的模拟外围设备,如温度传感器和包括IrDA(红外数据协会)与射频(RF)在内的通信功能。因此,终端用户设备制造所用的零件正在减少,系统材料成本得以缩减,终端用户系统制造也不再昂贵。这些创新还在设备之中实现了最佳的性能和增强的功能性,使得引脚数量减少,PCB 基板所占面积降低,从而令8位技术成为了更具商业吸引力的选择。 当今领先的8位微控制器技术的规格包括:速度高达50MHz的多用途装置、容量高达256kb的闪存、高达16kb的SRAM、丰富的数字模拟外围设备,以及具有自动售货机、销售点系统、安全、自动操作、通信和工业控制等应用设备所需的性能与灵活性的网络通信协议。 易用的架构 8位微控制器所具有的主要优势之一就是编程的简单和易用性。即使在终端用户规格不断进步的情况下,8位微控制器仍能继续保持极大的编程简便性;8位微控制器基于C语言的编程易学易用。这就直接转化为简化了开发周期,从而缩短了上市时间。典型的产品实例就是红外线摇控器。几乎用于目前所有家庭娱乐系统的红外线摇控器能够利用8位微控制器在极短的时间内完成初步开发。 此外,基于C语言的编程十分常见。众多设计工程师采用诸如ZiLOG的Z8和Z80等充分确立的8位架构提高其编程技能。利用这些架构进行编程并不需要宽泛的培训。即便是长期以来都未使用C语言和8位技术的工程师,一般也只需要极少的投资和努力就可了解8位控制器当前的特性、功能和相关的外围设备。 闪存的扩大 通过8位技术能实现简单编程的另一原因则是,凭借领先的8位微控制器上的板上闪存装置,这些设备就能在开发时轻松的进行再编程。这引发了采用不同设计方法的更广泛的试验,同时又不会浪费资源或增加开发成本。 闪存是微控制器中发展最快的,其中,尤以较大存储量的设备发展最为迅速。推动这一发展的因素是逐渐复杂化的软件解决方案对于改进片上性能的要求,而这些要求都需要成本支持。闪存已成为众多现代应用的必备条件。 融入理念 使用8位微控制器的另一个好处就是设计师可以将其设计理念融入相对简单的8位架构。设计师甚至可以使用几个8位控制器,以节约成本的方式完成复杂的设计任务,并能在设计问题出现时轻松应对。 在使用8位控制器的设计过程中,笔者极为关注8位控制器和存储器架构迫使将设计、项目或创意分立这样的一个事实。当设计师使用子程序完成既定任务时,这些8位设计表现最佳。其优势在于一个设计师能够使其创意贴近任务,并开发一个清晰的子程序。这能够实现大量更有效的编程,并使系统调试和解决问题变得更简单。此外,清晰的子程序常常能够再次被使用,这就是8位技术真正的魅力所在。 更快、更小、更智能化 随着电子设计的发展,市场上诸如便携式电子产品、个人护理、游戏模块以及小型家电等设备日益复杂,拥有更丰富的性能,同时在许多情况下拥有更小的体积。目前,设计者不得不面对这样一些设备,它们的板位很小,必须尽可能充分且巧妙地加以利用。客户需要更小、更智能化的终端设备,从而带来了对更小、更快及更智能化的微控制器的需求。 2005年2月,ZiLOG推出了其首款8引脚微控制器,从而拓展了广受欢迎的Z8 Encore!XP系列。这一新产品的问世旨在为设计工程师带来广泛的片上外围设备的独特选择,该设备具有小得多的引脚封装,占据更少的PCB空间。ZiLOG为XP 8-in注入的片上特征包括:全范围温度传感器、单一引脚调试器、互阻放大器、具有总线收发器的全双工UART、IrDA兼容的红外线编码/解码器以及模拟比较器。 这一更小、更智能化的8位微控制器所具备的性能使设计工程师能够自由地进行设计,无须受板位和成本的限制。其额外的功能性实现了许多在系统监控、风扇与发动机控制、安全系统、家电、个人电子与便携设备、家庭自动化、远程发送器及接收器、智能读卡机和电池充电器等领域的新应用。 应用举例 Z8 Encore!XP 8-pin设备系列上的板上温度传感器、ADC和UART使之成为服务器和路由器等较大系统中出色的内部管理设备。在这种情况下,它可以监视温度,它密切监测电路板周围的电压并通过UART周期的向主处理器传递信息。 新兴市场 中国、印度等新兴市场将促成半导体和微控制器市场的增长,特别是8位设备市场的增长。我们现在可以清楚地看到21世纪“文化革命”正在开展的迹象。与此同时,随着生活水平的提高,人们对消费品的需求增加了,特别是利用功能完备的8位智能装置的电子产品。中国越来越引起人们的关注,这不仅是因为中国的终端用户设备地位,还因为中国正培养熟练的设计工程师并增加技术从业人员。中国高校每年毕业的工程师有30万,然而目前中国的大多数集成电路却是进口的。 包括ZiLOG在内的8位微控制器生产商所面临的挑战将使中国半导体设计和生产得以发展,以使中国国内的半导体产品能够满足内需。这就是ZiLOG投资张江高科技园区(位于中国上海浦东)集成电路设计中心的原因。该中心旨在进行模拟和混合信号微控制器、嵌入式软件和应用产品设计,而该公司还将通过其面向中国开发的新产品的亚洲晶元代工厂支持新产品的原型制作(包括接口)。 结论 在当今市场上,高成本没有生存空间,如果你能很好地控制成本,你就能以合理的价格提供合适的产品。此外,为了向更多设计工程师并能最终向终端用户提供体积更小、性能更优越的设备,市场需求因此变得愈加复杂。客户是这样说的:“我们需要极佳的性能。给我们IrDA!我们需要诸如温度传感器的片上功能,这样就不需要另外购买……我们希望降低整个系统成本和总持有成本。我们希望它体积小巧。” 当然,如今的8位微控制器不仅可以提供更多功能,而且它们拥有的可升级性和灵活性因其架构而异,获得这种可升级性的价格也相当合理。 改进型8位微控制器提供的增强型性能和其他外围设备正在带来新的市场机遇,特别是在消费电子和工业控制方面。由于旨在增加更多功能、提高性能和可整合外围设备的产品开发周期仍在继续,8位设备的总持有成本因此得以降低。 8位微控制器厂商通过技术革新,以极具竞争力的低成本增加了更多片上功能和智能。在当代愈加成熟的经济机制中,8位设备作为许多应用的理想平台,必将随着新兴市场的进一步发展而得以稳固其地位。随着8位技术的继续发展,芯片设计变得更加智能化,8位设备也将拥有更高效、更强大的存储能力、功能和性能。 |