单片机技术发展趋势以及人才需求

单片机技术发展趋势以及人才需求林楠2011051599电子信息工程2目录单片机发展历史单片机制造工艺水平单片机的市场状况未来单片机的发展趋势企业对单片机的人才需求3单片机发展历史单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段SCM即单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）MCU即微控制器（MicroControllerUnit），突显其对象的智能化控制能力。Soc单片应用系统4制造工艺的发展0.35µm2000200520090.18µm90nmFlashMCUsreplaceOTPandROMARMMCUbrings32-bitperformanceSTM32552010年MCU的工艺水平成熟的普遍的水准先进的水准逐渐过渡66不同工艺水准的比较0.18µm90nm不挥发存储器SRAM模拟电路数字电路典型的MCU配置： 512KBFlash，64KBRAM，40万门数字电路，100引脚~20mm²~10mm²不挥发存储器SRAM面积大致相同I/O端口的面积基本保持不变模拟电路数字电路面积缩小了大约2/377新的90nm工艺带来的好处1MB或更大的Flash128KB或更大的RAMCPU速度>100MHz更多外设和硬件加速更低功耗更大的代码空间更大的SRAMNVMSRAM模拟电路数字电路更多片内外设和更快的CPUNVMSRAMDIGITAL模拟电路数字电路88软件开发8-位汇编语言32-位C语言C++，Java图形编程2000年2005年2010年0.35µm0.18µm90nm99应用实例：电机控制0.35µm2000年2005年2010年0.18µm90nm8-位标量控制32-位向量控制先进的算法+浮点运算1010MCU的市场状况*不包含智能卡SourceIsupply2009家电与游戏稳定的市场11目前单片机市场格局各大芯片制造公司都推出了自己的单片机欧美：ST,Microchip,Freescale,NXP,Atmel日本：Renesas,NEC,Toshiba,Fujitsu,韩国：Samsung台湾:Holtek,Winbond1212从8位、16位到32位的发展趋势MCU市场规模($M,2003~2013)4位8位16位32位Source:ICInsights13ARM处理器ARM公司于1991年成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，基于ARM技术的处理器应用约占据了32位RISC微处理器75％以上的市场

前市面上常见的ARM处理器架构，可分为ARM7-->ARM9

ARM11

Cortex系列14Non-MobileMobileEmbedded/MicrocontrollerARM芯片的出货量200620102bnunits/year4.5bn/yearby2010Mobile2xNon-mobile4xEmbedded10xARM

®dataasof1Q07TheSTARM®MicrocontrollerOffer

Focus15未来单片机的发展趋势低功耗MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW.ST的超低功耗单片机功耗更低高效率处理，性能/功耗比达到新高，150µA/MHz低功耗模式下，仅需350nA，SRAM和寄存器数据还可以保留产品可针对某一应用进行片上高度集成16未来单片机的发展趋势单片化ST的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、程序存储器、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上17STM32F207/2171.8V-3.6VSupply120MHzrunningCPUEthernet,2xUSBOTG(1FS,1FS/HS*)Encryption**:3DES,AES256,SHA1,RNGEMI:NANDFlash,SRAM,NORFlashCamerainterface(CMOSsensor)64pinsto176pins-40/+105°CCORTEXM3CPU+MPU

120MHz128KBSRAMAPB2(max60MHz)3x12-bitADC

24channels/2Msps3xI2C51/82/114/140I/OsUpto16Ext.ITsTempSensor2x6x16-bitPWMSynchronizedACTimer2xWatchdog

(independent&window)5x16-bitTimerJTAG/SWDebugXTALoscillators

32KHz+8~25MHzPowerSupply

Reg1.2V

POR/PDR/PVDDMA

16ChannelsNestedvectITCtrl2xDAC+2Timers2xUSART/LIN1xSPIBridgeBridge1xSysticTimerPLLClockControlRTC/AWUAPB1(max30MHz)4KBbackupRAMETMUSB2.0OTGFS/HSEthernetMAC10/100,IEEE1588FlashI/F512kB-1MB

FlashMemoryExternalMemoryInterfaceEncryption**CameraInterfaceUSB2.0OTGFS4xUSART/LIN1xSDIOInt.RCoscillators

32KHz+16MHzAHB1(max120MHz)AHB2(max120MHz)3x16bitTimerARM®32-bitmulti-AHBbusmatrix

Arbiter(max120MHz)2x32-bitTimer2xCAN2.0B2xSPI/I2S*HSrequiresanexternalPHYconnectedtoULPIinterface,**EncryptionisonlyavailableonSTM32F21718未来单片机的发展趋势微型化

BGA100

(10x10mm)BGA144

(10x10mm)QFN36

(6x6mm)LQFP48

(7x7mm)LQFP144

(20x20mm)LQFP64

(10x10mm)LQFP100

(14x14mm)19未来单片机的发展趋势大容量内存1MFlash128KRAM20FlashSize(bytes)512K768KLQFP100pinsLFQFP64pinsLQFP144pins1MBCortex-M3120MHzwithMPUandETMRNG(RandomNumberGenerator)6xUSART8x16-bittimer,2x32bittimer2x16-bitPWM3xSPI,2xI2C,2xI2S,2xCAN3xADC,2xDAC,SDIO,FSMC(100,144,176pin)176pinsLQFP/BGASTM32F205VE128KBRAMSTM32F205VF128KBRAMSTM32F205ZE128KBRAMSTM32F205ZF128KBRAMSTM32F205RE128KBRAMSTM32F205ZG128KBRAMSTM32F205VG128KBRAMSTM32F205RF128KBRAMSTM32F205RG128KBRAMSTM32F207ZG128KBRAMSTM32F207VG128KBRAMSTM32F207IG128KBRAMSTM32F207VF128KBRAMSTM32F207ZF128KBRAMSTM32F207IF128KBRAMSTM32F207VE128KBRAMSTM32F207ZE128KBRAMSTM32F207IE128KBRAMSTM32F207Ethernet,2xUSBOTG,

cameraIFSTM32F2051xUSBOTGFS/HSSTM32F205VB64KBRAMSTM32F205VC96KBRAMSTM32F205ZB64KBRAMSTM32F205ZC96KBRAMSTM32F205RB64KBRAMSTM32F205RC96KBRAMSTM32F207VC128KBRAMSTM32F207ZC128KBRAMSTM32F207IC128KBRAMSTM32F-2Seriesportfolio256K128KPincountE*E*E*E*E*E*E*E*E*E*E*E*Encryptionperipheralon STM32F217andSTM32F115E*21未来单片机的发展趋势高性能STM8:20MIPSSTM32：150MIPS22STM8:改进的架构，保留CISC架构的优点ST7STM8哈佛架构，3级流水线16MB线性存储空间，支持FAR指令峰值性能20MIPS@Fcpu=24MHz32位指令总线2个16位寻址寄存器改进的8位内核

性能比ST7快10倍&代码比ST7省30%16/8和16/16除法快速的8*8乘法,支持符号运算32个中断向量可以在RAM中运行程序96条指令23未来单片机的发展趋势低价格STM32:$0.85(resale10Ku)for16-KbytedevicesinLQFP48package开发工具简易化在线调试24从事单片机开发人才的学历要求从业人员至少应具备大专学历本科以及硕士则是这一领域从业人员的主体。25薪资分布月薪在“3000-5000元”和

“5000-8000元”的工程师所占的比例最大。从业人员薪资待遇相比其他行业高些。从刚入行到工作一两年左右，薪资就可以达到3000-8000元/月之间40%34