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MCU从摩尔定律到后摩尔定律

发布时间:2020-06-30 20:23:00 阅读: 来源:橡塑保温板厂家

MCU从“摩尔定律”到“后摩尔定律”

本文引用地址:从事MCU(单片机)市场业务20多年,一路走来,不断碰到各种各样的惊喜和感叹,关于IC呈几何级规模增长的“摩尔定律”神话一直在演绎着。从需要外加程序存储器的MCU,到OTP(一次可编程)及可紫外线擦除的单片MCU,再到带Flash(闪存)、可无限次修改程序的MCU;从多片机到单片机,再到SoC(片上系统)的MCU;从复杂、多机器周期指令,到精简、单机器周期指令,再到多核可并行处理多任务的MCU;封装越来越多样,速度越来越快捷,功耗越来越低,体积越来越小,功能越来越强大,应用越来越广阔,工具越来越简易。而随着全球各种物价的持续上涨,MCU的价格却从开始的上百元,到几十元,再到现在的几元人民币,几乎就是一棵白菜的价格了!

2005年,国际半导体技术路线图(ITRS)提出了“后摩尔定律”的概念:半导体业除了会延续摩尔定律对集成度、性能的不断发展外,还会利用更多的智慧和技术,例如模拟/射频、高压功率电源、MEMS传感器、生物芯片技术、系统级封装(SiP)、三维(3D)集成技术,以及更优化智慧高效的结构、更灵活巧妙的软硬件融合的体系、更面向应用的简捷组合,以提供具有更高附加价值、更节电环保、与用户及应用更友好界面的MCU系统。ARM 32位Cortex-M0及市面上很多新型MCU的问世正是体现了此特点,通过采用新的架构和新的体系,巧妙地融合了前面的成果,尽量减少低效及冗余部分,使芯片在不增加内部集成度的情况下,就可以大大提升电路的性能。

Cortex-M0会是8位MCU的终结者?

现在已经有很多公司推出了基于M0系列产品。可以说,过去10年8位机各领风骚,但总量一直是独占鳌头的平衡局面已由M0打破了。估计经过半年或一年的设计磨合期,如果不出现8位机的价格及新品大的调整,2011年底之前,8位机的总体订单将会出现明显的下滑。

但是技术产品领域一直都是在此消彼长的竞争中发展壮大的,更是在适者生存的市场中被选择而成长的。因此,工艺技术、价格服务、性能品质、优化结构、独到适用、时机火候、创新潜力、管理金融、好坏消息等很多因素,都会对产品的市场竞争力产生重要的影响。所以,现在不应该就断言M0会是8位MCU的终结者,起码短期数年内,很多针对用户、口碑好、价格有空间、有推陈出新能力的系列及型号还是应该可以站稳脚的。

51架构需要变革

MCS51、8031、89C51等51单片机曾领风光。但由于51核的结构及8位系统的束缚,使之在多媒体及通讯等产品的应用上存在速度、资源、接口等诸多方面的瓶颈。如果此现象一直延续下去,51就会以越来越快的速度失去市场的接受。

但恰恰是,半导体行业是最可以产生奇迹的地方。例如国产SH32BD51X新型的51系列单片机,实际上只是在外表穿了一身兼容51标准指令集的外衣,其内部的一切都已与原来的51系列单片机毫无关系了。它是利用软件硬化的构想,不仅包含32位的51指令集的硬件指令译码器,还将许多与超强的音视频、外设、外存、LCD驱动等集成在芯片中。此芯片有望使我们实现哪里有LCD(液晶显示器),哪里就可以出现声色并茂的动感画面和信息。

今天,这一新架构使51系列就像一百多年前的Mandarin(中国普通话),由于国力不强,会的人再多,外面也少有人敬佩你、学习你;一旦你拥有了强大的实力,你的语言才会变得真正有分量和生命力。而51这种三十多年的老指令集,若在新的架构体系的支撑下,可使无数人脑中的原有知识又重新焕发了活力,这无疑是对“摩尔定律”的一种新诠释,用另一个智慧的方式使51在新时代焕发了新的生命力。

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