ot;display: block;">8051核8位微控制器問世已經達30年之久,雖然電子技術更新日新月異,不斷有新的技術和產品問世,但8051單片機并沒有被歷史湮沒,反而通過不斷的技術革新,已經滲透到我們日常工作和生活的方方面面。在日前舉行的國際集成電路展會暨研討會(IIC China 2008)上,專注于模擬與混合信號的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,除了繼承上一代產品集成高精度ADC、SmaRTClock時鐘和大容量Flash ROM等特點外,最大的亮點在于分別集成了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,這使得便攜式產品首次能從一顆電池取得所需電源。

Silicon Labs營銷經理Gary Franzosa表示:“集成了升壓DC/DC,我們能達到的工作電壓其實可以更低,只是因為普通電池電壓低到時已經基本上將電能耗盡,所以選擇了。”Gary舉例說明,在單電池電源模式采用升壓DC/DC,效率可以達到80%～90%,同時還能給外部裝置提供1.8~的可編程輸出電壓；在雙電池串聯模式時,之所以選擇LDO而沒有選擇效率更高的降壓型DC/DC,是因為根據電池放電曲線,兩節串聯電池的電壓在使用過程中很快就降到以下,同時該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的雙芯片方案來應對單電池供電是否能達到的相同效果呢？Gary表示,這種方案的缺點是很明顯的,電路板面積大,成本較高,同時無法提供休眠模式,因為DC/DC轉換器的操作不能間斷,且總電源效率較為低下。C8051F9xx系列創新的設計帶來的是極低的功耗,Gary表示,采用2顆并聯的7號電池做電源,使用時間可以達到普通方案采用2顆串聯7號電池的1.9倍,即使使用一顆7號電源,使用時間也能達到普通雙電池方案的倍。另外,C8051F9xx無需外部電容,更加節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,該產品在消費電子、工業和醫療領域都可以勝任,比如無線感測網絡、煙霧警示器、便攜式醫療裝置、遙控器、計算機外設和便攜式音頻裝置等采用電池供電的設備。Derrel舉例說,采用該芯片的煙霧報警器實現了極低的功耗,該款微控制器休眠模式電流低到了50nA以下,而且可于2微秒內從低耗電休眠模式回到CPU處理速度高達25MIPS的正常操作模式(比競爭對手快一萬倍),并立即開始測量模擬數字轉換器的輸出,這能將微控制器執行測量和算法的時間減到最少。

Derrel Coker表示,8位MCU的時代遠遠沒有結束,不僅如此,8位MCU的市場已經高達50億美元,而且還在穩定增長,在低成本和低功耗領域,依然是8位MCU的天下。Silicon Labs在中國本土的MCU客戶已經上萬家,Silicon Labs為廣大本土設計師提供了低成本專業開發套件和免費的方案支持。開發套件提供整合開發環境 (IDE)、目標板、線材和電源供應等所有元器件,目前包括應用開發套件、低成本 ToolStick、低成本電容式觸控感測ToolStick和功耗估算工具等,使工程師立刻就能展開系統設計；而Silicon Labs針對C8051F9xx的免費提供的應用方案已經有近十種之多,工程師可以輕松的完成各種系統的設計；同時Silicon Labs還與益登等多家分銷商合作,保證了貨源的充足。Derrel Coker同時表示,未來Silicon Labs將繼續深耕8位MCU領域,將為繼續推出集成度更高、性價比更優的產品,“但我們不會貿然參與工藝競賽,” Derrel最后表示,“C8051F9xx采用已經能很好的實現低電流操作模式和高集成度,MCU產品線未來是否向更高工藝節點邁進將視情況而定。”

C8051F9xx結構框圖

馬一丁