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ot;display: block;">8051核8位微控制器問世已經(jīng)達(dá)30年之久,雖然電子技術(shù)更新日新月異,不斷有新的技術(shù)和產(chǎn)品問世,但8051單片機(jī)并沒有被歷史湮沒,反而通過不斷的技術(shù)革新,已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘９ぷ骱蜕畹姆椒矫婷妗Ｔ谌涨芭e行的國(guó)際集成電路展會(huì)暨研討會(huì)(IIC China 2008)上,專注于模擬與混合信號(hào)的Silicon Laboratories公司就推出了其新一代8位8051核微控制器C8051F9xx系列。C8051F9xx采用最小僅4 x 4毫米的封裝,除了繼承上一代產(chǎn)品集成高精度ADC、SmaRTClock時(shí)鐘和大容量Flash ROM等特點(diǎn)外,最大的亮點(diǎn)在于分別集成了LDO和DC/DC,在雙電源模式采用LDO,單電源模式采用DC/DC,從而在兩種模式下都能高效率的提供微控制器核心電源。即使操作電壓低至,該MCU也能照常工作,這使得便攜式產(chǎn)品首次能從一顆電池取得所需電源。

Silicon Labs營(yíng)銷經(jīng)理Gary Franzosa表示:“集成了升壓DC/DC,我們能達(dá)到的工作電壓其實(shí)可以更低,只是因?yàn)槠胀姵仉妷旱偷綍r(shí)已經(jīng)基本上將電能耗盡,所以選擇了。”Gary舉例說明,在單電池電源模式采用升壓DC/DC,效率可以達(dá)到80%～90%,同時(shí)還能給外部裝置提供1.8~的可編程輸出電壓；在雙電池串聯(lián)模式時(shí),之所以選擇LDO而沒有選擇效率更高的降壓型DC/DC,是因?yàn)楦鶕?jù)電池放電曲線,兩節(jié)串聯(lián)電池的電壓在使用過程中很快就降到以下,同時(shí)該MCU核心具備170uA/Mhz的工作電流,極低的壓差加上極低的工作電流,使得采用LDO降壓同樣能達(dá)到高效率。

那么采用普通微控制器再加上升壓DC/DC的雙芯片方案來應(yīng)對(duì)單電池供電是否能達(dá)到的相同效果呢？Gary表示,這種方案的缺點(diǎn)是很明顯的,電路板面積大,成本較高,同時(shí)無法提供休眠模式,因?yàn)镈C/DC轉(zhuǎn)換器的操作不能間斷,且總電源效率較為低下。C8051F9xx系列創(chuàng)新的設(shè)計(jì)帶來的是極低的功耗,Gary表示,采用2顆并聯(lián)的7號(hào)電池做電源,使用時(shí)間可以達(dá)到普通方案采用2顆串聯(lián)7號(hào)電池的1.9倍,即使使用一顆7號(hào)電源,使用時(shí)間也能達(dá)到普通雙電池方案的倍。另外,C8051F9xx無需外部電容,更加節(jié)省了電路板面積和材料成本。

由于功耗低,功能集成度高,F9xx系列產(chǎn)品用途非常廣泛。Silicon Laboratories公司微控制器解決方案副總裁Derrel Coker表示,該產(chǎn)品在消費(fèi)電子、工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域都可以勝任,比如無線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)、煙霧警示器、便攜式醫(yī)療裝置、遙控器、計(jì)算機(jī)外設(shè)和便攜式音頻裝置等采用電池供電的設(shè)備。Derrel舉例說,采用該芯片的煙霧報(bào)警器實(shí)現(xiàn)了極低的功耗,該款微控制器休眠模式電流低到了50nA以下,而且可于2微秒內(nèi)從低耗電休眠模式回到CPU處理速度高達(dá)25MIPS的正常操作模式(比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手快一萬倍),并立即開始測(cè)量模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出,這能將微控制器執(zhí)行測(cè)量和算法的時(shí)間減到最少。

Derrel Coker表示,8位MCU的時(shí)代遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束,不僅如此,8位MCU的市場(chǎng)已經(jīng)高達(dá)50億美元,而且還在穩(wěn)定增長(zhǎng),在低成本和低功耗領(lǐng)域,依然是8位MCU的天下。Silicon Labs在中國(guó)本土的MCU客戶已經(jīng)上萬家,Silicon Labs為廣大本土設(shè)計(jì)師提供了低成本專業(yè)開發(fā)套件和免費(fèi)的方案支持。開發(fā)套件提供整合開發(fā)環(huán)境 (IDE)、目標(biāo)板、線材和電源供應(yīng)等所有元器件,目前包括應(yīng)用開發(fā)套件、低成本 ToolStick、低成本電容式觸控感測(cè)ToolStick和功耗估算工具等,使工程師立刻就能展開系統(tǒng)設(shè)計(jì)；而Silicon Labs針對(duì)C8051F9xx的免費(fèi)提供的應(yīng)用方案已經(jīng)有近十種之多,工程師可以輕松的完成各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；同時(shí)Silicon Labs還與益登等多家分銷商合作,保證了貨源的充足。Derrel Coker同時(shí)表示,未來Silicon Labs將繼續(xù)深耕8位MCU領(lǐng)域,將為繼續(xù)推出集成度更高、性價(jià)比更優(yōu)的產(chǎn)品,“但我們不會(huì)貿(mào)然參與工藝競(jìng)賽,” Derrel最后表示,“C8051F9xx采用已經(jīng)能很好的實(shí)現(xiàn)低電流操作模式和高集成度,MCU產(chǎn)品線未來是否向更高工藝節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)將視情況而定。”

C8051F9xx結(jié)構(gòu)框圖

馬一丁