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0.35m2000200520090.18m90nmFlash MCUs replace OTP and ROM ARM MCU brings 32-bit performanceSTM32552010年MCU的工艺水平成熟的普遍的水准成熟的普遍的水准先进的水准先进的水准逐渐过渡逐渐过渡66不同工艺水准的比较0.18m90nm不挥发不挥发存储器存储器SRAM模模拟拟电电路路数字电路数字电路典型的MCU配置：512KBFlash，64KBRAM，40万门数字电路，100引脚 20 mm 10 mm不挥发不挥发存储器存储器SRAM面积大致相同面积大致相同I/O端口的面积端口的面积基本保持不变基本保持不变模拟模拟电路电路数字电路数字电路面积缩小面积缩小了大约了大约2/377新的90nm工艺带来的好处v1MB或更大的或更大的Flashv128KB或更大的或更大的RAMvCPU速度速度 100MHzv更多外设和硬件加速更多外设和硬件加速v更低功耗更低功耗更大的代码空间更大的代码空间更大的代码空间更大的代码空间更大的更大的更大的更大的SRAMSRAMNVMSRAM模拟模拟电路电路数字电路数字电路更多片内外设和更快的更多片内外设和更快的更多片内外设和更快的更多片内外设和更快的CPUCPUNVMSRAMDIGITAL模拟模拟电路电路数字电路数字电路88软件开发软件开发8-位位汇编语言汇编语言32-位位C语言语言C+，Java图形编程图形编程2000年年2005年年2010年年0.35m0.18m90nm99应用实例：电机控制应用实例：电机控制0.35m2000年年2005年年2010年年0.18m90nm8-位位标量控制标量控制32-位位向量控制向量控制先进的算法先进的算法+ 浮点运算浮点运算1010MCU的市场状况的市场状况*不包含智能卡Source Isupply 2009家电与游戏家电与游戏稳定的市场稳定的市场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,20032013)4位位8位位16位位32位位Source: IC Insights13ARM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-ARM9ARM11Cortex系列14Non-MobileMobileEmbedded/MicrocontrollerARM芯片的出货量200620102bn units / year4.5bn / year by 2010Mobile 2xNon-mobile 4xEmbedded 10xARM data as of 1Q07The ST ARM Microcontroller Offer 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，150A/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-3.6V Supply120 MHz running CPUEthernet, 2xUSB OTG (1 FS, 1FS/HS*)Encryption* : 3DES, AES256, SHA1, RNGEMI :NAND Flash, SRAM, NOR FlashCamera interface (CMOS sensor)64 pins to 176 pins -40/+105CCORTEX M3 CPU+ MPU120 MHz128KB SRAMAPB2(max 60MHz)3x 12-bit ADC24 channels / 2Msps3x I2C51/82/114/140 I/OsUp to 16 Ext. ITsTemp Sensor2x6x 16-bit PWM Synchronized AC Timer2x Watchdog(independent & window)5x 16-bit TimerJTAG/SW DebugXTAL oscillators32KHz + 825MHzPower SupplyReg 1.2VPOR/PDR/PVDDMA 16 ChannelsNested vect IT Ctrl2x DAC + 2 Timers2 x USART/LIN1 x SPIBridgeBridge1 x Systic TimerPLLClock ControlRTC / AWUAPB1(max 30MHz)4KB backup RAMETMUSB 2.0 OTG FS/HSEthernet MAC 10/100, IEEE1588Flash I/F512kB- 1MBFlash MemoryExternal Memory InterfaceEncryption*Camera InterfaceUSB 2.0 OTG FS4x USART/LIN1x SDIOInt. RC oscillators32KHz + 16MHzAHB1(max 120MHz)AHB2(max 120MHz)3 x 16bit TimerARM 32-bit multi-AHB bus matrix Arbiter (max 120MHz)2x 32-bit Timer2x CAN 2.0B2 x SPI / I2S* HS requires an external PHY connected to ULPI interface, * Encryption is only available on STM32F21718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1MFlash128KRAM20Flash Size (bytes)512 K768 KLQFP 100 pinsLFQFP 64 pins LQFP144 pins 1MBCortex-M3 120MHz with MPU and ETMRNG (Random Number Generator)6xUSART8x16-bit timer, 2x32bit timer2x16-bit PWM3xSPI, 2xI2C, 2xI2S, 2xCAN3xADC, 2xDAC, SDIO, FSMC (100 ,144, 176 pin)176 pins LQFP/BGASTM32F205VE128 KB RAMSTM32F205VF128 KB RAMSTM32F205ZE128 KB RAMSTM32F205ZF128 KB RAMSTM32F205RE128 KB RAMSTM32F205ZG128 KB RAMSTM32F205VG128 KB RAMSTM32F205RF128 KB RAMSTM32F205RG128 KB RAMSTM32F207ZG128 KB RAMSTM32F207VG128 KB RAMSTM32F207IG128 KB RAMSTM32F207VF128 KB RAMSTM32F207ZF128 KB RAMSTM32F207IF128 KB RAMSTM32F207VE128 KB RAMSTM32F207ZE128 KB RAMSTM32F207IE128 KB RAMSTM32F207 Ethernet, 2xUSB OTG,camera IFSTM32F2051xUSB OTG FS/HSSTM32F205VB64 KB RAMSTM32F205VC96 KB RAMSTM32F205ZB64 KB RAMSTM32F205ZC96 KB RAMSTM32F205RB64 KB RAMSTM32F205RC96 KB RAMSTM32F207VC128 KB RAMSTM32F207ZC128 KB RAMSTM32F207IC128 KB RAMSTM32 F-2 Series portfolio256 K128 KPin countE*E*E*E*E*E*E*E*E*E*E*E*Encryption peripheral on STM32F217 and STM32F115E*21未来单片机的发展趋势高性能STM8:20MIPSSTM32：150MIPS22STM8:STM8:改进的架构，保留改进的架构，保留CISCCISC架构的优点架构的优点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20MIPSFcpu=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%11%6%4%2%2%1%30005000500080008000120001200015000150030002000026所属行业分布情况应用最多的三大领域是“消费电子、通信设备、工业控制”。比例之和接近60%27软硬件人员的安排62%的企业都是采用软硬件人员分工合作完成产品的开发企业最需要的还是擅长某一方向的专才软件开发人才的需求量远远大于硬件开发人才。同时具备软硬件开发能力的工程师，在求职过程中拥有更多的选择机会。