各种MCU根据自已在市场上的定位,也都有了很大发展。MCU总的发展具有以下一些特点。

1.微控制器SoC化
微控制器(MCU)已可集成越来越多的内置部件。常用的部件有存储器类,包括程序存储器MROM/OTPROM/EPROM/EEPROM/Flash和数据存储器SRAM/SDRAM/SS- RAM;串行接口类,包括UART、SPI、I C、CAN、IR、Ethernet、HDLC;并行接口类,包括Centronics、PCI、IDE、GPIO等;定时和时钟类,包括Timer/Counter、RTC、Watchdog、Clockout;专用和外围接口类,包括Comparer(比较器)、ADC、DAC、LCD控制器、DMA、PWM、PLL、MAC、温度传感器等。甚至有的MCU,例如NS公司的MCU,已把语音、图像部件也集成到单片机中,目的就是在单个器件中集成所有需要用到的部件,构成片上系统(SoC)。由于Cygnal公司推出的C8051F系列的MCU在一个芯片中集成了构成数据采集系统或控制系统所需要的几乎所有的数字和模拟外围接口与功能部件,所以这种混合信号芯片被其称作SoC。

2.多核结构处理器
随着嵌入式应用的深入,特别是在数字通信和网络中的应用,对处理器提出了更高的要求。为适应这种情况,现在已出现多核结构的处理器。

Motorola公司研发的MPC8260PowerQUICCII就是一种先进的为电信和网络市场而设计的集成通信微处理器。它融合了两个CPU———嵌入式PowerPC内核和通信处理模块(CPM)。由于CPM分担了嵌入式PowerPC核的外围工作任务,这种双处理器体系结构的功耗反而要低于传统体系结构的处理器。

Infineon公司推出的TC10GP和增强型TC1130都是三核(TriCore)结构的微处理器。它同时具备RISC、CISC和DSP功能,是一种建立在SoC概念上的结构。这种单处理器由三个核组成:微控制器和DSP核、数据和程序存储器核、外围专用集成电路(A-SIC)。这种单片机的最大特点是把DSP和微控制器整合成一个单内核,大大提高了微控制器的功能。它们用于既需要MCU又需要DSP功能的场合,比使用单独MCU和DSP的组合提供了更优的性能。

3.更低功耗
现在新推出的MCU的功耗越来越小,很多MCU都有多种工作方式,包括等待、暂停、休眠、空闲、节电等。例如Philips的P87LPC762,空闲状态下的电流为1.5mA,而在节电方式下电流只有0.5mA。很多MCU还允许在低振荡频率下以极低的功耗工作。例如,P87LPC764在32.768kHz低频下,正常工作电流仅为Idd =16μA(V dd =3.6V),空闲模式下I dd =7μA(V dd =3.6V)。

4.更宽工作电压范围
扩大电源电压范围以及在较低电压下仍然能工作是现在新推出的MCU的一个特点。目前一般的MCU都可以在3.3～5.5V的范围内工作,有些产品则可以在2.2～6V的范围内工作。例如,TI的MSP430X11X系列的工作电压可以低达2.2V。Motorola针对长时间处在待机模式的装置所设计的超省电HCS08系列MCU,已经把可工作的最低电压降到了1.8V。

5.更先进的工艺和更小的封装
现在MCU的封装水平已大大提高,有越来越多的MCU采用了各种帖片封装形式,以满足便携式手持设备的需要。Microchip公司推出了目前世界上体积最小的6引脚PIC10F2XX系列MCU。为了适应各种应用的需要,减少驱动电路,很多MCU的输出能力都有了很大提高,MotorolaMCU的I/O口灌电流可达8mA以上,而Microchip的MCU可达20～25mA,其他如AMD、Infineon等都在8～20mA之间。

6.低噪声布线技术
在过去一般的MCU中,电源与地引脚是安排在芯片封装的对角上,即左上、右下或右上、左下位置上。这种安排会使电源噪声对MCU的内部电路造成相对最大干扰。现在很多MCU都把电源和地引脚安排在两个相邻的引脚上。这样既降低了干扰,还便于在印制电路板上对去耦电容器进行布线,降低系统的噪声。