am27系列存储器
1. 内存条 怎么看芯片识别大小 详细�0�3
内存条 怎么看芯片识别大小 我们在攒电脑的时候一般只是注意内存的容量和内存的性能指标,例如 DDR266 DDR333 之类的。但是你知道吗,同样的内存根据他的品牌,出厂时间以及批号不同,它具有着不同的性能和稳定性,本文将着重和您探讨不同品牌内存之间的性能和稳定性的差异以及同品牌但批号不同的内存的性能差异。另外,本文还将重点涉及内存的制假和售假的方法。将向您彻底揭露正品内存和深圳“油条”的鉴别方法。(什么是油条?这里不卖豆浆,下文中将相信向您讲授油条的做法) 鉴于SDRAM 已经走到了生命的尽头,即将完全脱出市场,RDRAM 应用不广DDRII 内存还未量产。所以本文将只涉及市场主流的DDR 内存。 我们先来说一下内存的基本知识,归纳成一句话就是:什么是内存? 内存就是随机存贮器(Random Access Memory,简称为 RAM)。RAM 分成两大类:静态随机存储器,即Static RAM(SRAM)和动态随机存储器,Dynamic RAM (DRAM),我们经常说的“系统内存”就是指后者,DRAM。 SRAM 是一种重要的内存,它的用途广泛,被应用在各个领域。SRAM 的速度非常快,在快速读取和刷新时可以保持数据完整性,即保持数据不丢失。SRAM 内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据,为了实现这种结构,SRAM 的电路结构非常复杂,往往要采用大量的晶体管来构造寄存器以保留数据。采用大量的晶体管就需要大量的硅,因此就增加了芯片的面积,无形中增加了制造成本。制造相同容量的SRAM 比DRAM 的成本贵许多,因此,SRAM 在PC 平台上就只能用于CPU 内部的一级缓存以及内置的二级缓存。而我们所说的“系统内存”使用的应该是DRAM。由于SRAM 的成本昂贵,其发展受到了严重的限制,目前仅有少量的网络服务器以及路由器上使用了SRAM。 DRAM 的应用比SRAM 要广泛多了。DRAM 的结构较SRAM 要简单许多,它的内部仅仅由一个MOS 管和一个电容组成,因此,无论是集成度、生产成本以及体积, DRAM 都比SRAM 具有优势。目前,随着PC 机的不断发展,我们对于系统内存的要求越来越大,随着WindowXP 的推出,软件对于内存的依赖更加明显:在 WindowsXP 中,专业版至少需要180MB 内存以上,而在实际使用中,128MB 才能保证系统正常运行。因此,随着PC 的发展,内存的容量将不断扩大,速度也会不断提升。 好了,下面我们在来说一下内存的速度问题。我们选择内存的速度,决定于你选用CPU 的前端总线,例如你用的是P4A 那你不需要用DDR400 才能满足3.2G 带宽得需要因为P4A 的前端总线是400MHZ,普通得DDR266 能够提供2。1GB 的带宽,此种内存适用于ATHLONXP 低频以及毒龙等中低端配置.已经不在主流市场之内。DDR333 能够提供2.7GB 的内存带宽适用于AMD166MHZ 外频的巴顿处理器。而DDR400 内存以及DDR433 DDR450 内存将能够提供3.2GB 以上的内存带宽,主要应用在INTEL 高端的P4C P4E 上以及ATHLON64 上面。当然,上文所述的仅仅是能够满足硬件系统的最低要求,由于p4 的前端总线的提高,内存和CPU 之间瓶颈问题已经十分严重,新的内窜技术必将产生.例如我们后面简要介绍到的双通道DDR 和未来的DDR 内存.当然,如果您拥有一颗像毒龙1.6G, ATHLONXP1800+(b0 1.5V 低压版),P41.8A ,AthlonXP2000+ ,P42.4C 巴顿 2500+这样的具有极品超品潜力的 CPU 那么我推荐您购买高一个性能档次的内存,例如Athlon2000+配合DDR333 的内存,这样基本所有的巴顿2000+都可以超到 2500+使用,市场上的假2500+就是用2000+超频而来的。 在WINXP 系统的实际应用中,我们提出一个不规范的公式 内存容量〉内存速度〉内存类型 也就是说 就算是SD256M 内存也比128M 的 DDR400 系统速度快,在选购内存的时候,我们建议XP 系统应该配备384M 以上的内存,才能保证系统的快速运行。 下面我们在来说说内存的品牌差异 熟悉电脑的朋友们都知道,我们经常用到的内存品牌有:海盗船 Kingsotne Kingmax 宇詹 南方高科 三星 HY 杂牌中用的颗粒编号较多的是EACH 的以及 KingsMAN KingRAM 等等。海盗船内存主要用于服务器,我们大家在购买电脑的时候,在资金比较宽裕的情况下,我们推荐Kingstone 的VALUERAM 盒装内存,以及宇詹盒装内存(建议购买英飞凌颗粒的)这两种内存提供内存的终身质保,大家完全可以放心使用,如果资金不是很宽裕,建议购买HY 的内存,经实践证明HY 的内存的兼容性在所有的内存中首屈一指。但是,HY 的内存假货泛滥,关于其造假及售假方法将在下文中提到。如果你要购买HY 的内存,那我建议您一定要买富豪代理或者金霞代理的盒装正品。如果贪图便宜选择散装条子,那就要考考您的眼力了。基本上,我们不推荐您购买杂牌内存,杂牌内存在使用寿命和质保上都不能令人满意,最后说一下Kingmax 内存我们之所以不推荐,就是因为Kingmax 内存与某些主板的兼容性不是很好但其自身的品质和性能绝对也是一流的。我们希望您在购买的时候一定要试试,看有没有兼容性问题。 下面我们来说一下相同品牌内存的选购。让我来为大家解读一些品牌内存的颗粒编号含义: HY XX X XX XX XX X X X X X - XX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ? 12 这个是市场上流行的现代内存的标号。对应位置上1:不用我说你也看出来了当然是代表HY 生产的颗粒喽 2:内存芯片类型:5D :DDR SDRAMS 3:工艺与工作电压V :CMOS,3.3V U : CMOS, 2.5V 4:芯片容量和刷新速率: 64 :64m, 4kref 66 :64m, 2kref 28 :128m,4kref 56 :256m,8kref 12 :512m,8kref 5: 芯片结构(数据宽度)4:X4(数据宽度4bit 下同) 8 :x8 16 :x16 32 :x32 6:BANK 数量: 1 :2BANKS 2 :4BANKS 7:I/O 界面: 1 :SSTL_3 2 :SSTL_2 8:芯片内核版本: 空白:第一代 A :第二代 B :第三代 C :第四代 9:能量等级: 空白 :普通 L :低能耗 10:封装形式: T :TSOP Q :TQFP L :CSP(LF-CSP) F :FBGA 11:工作速度: 33 :300NHZ 4 :250MHZ 43 :233MHZ 45 :222MHZ 5 :200MHZ 55 :183MHZ K :DDR266A H :DDR266B L :DDR200 我们再来看一下Kingstone 内存的标号方法. kvr *** X ** * c* / *** 1 2 3 4 5 6 7 8 1.KVR 代表kingston value RAM 2.外频速度3.一般为X 4.64 为没有ECC;72 代表有ECC5.有S 字符表示笔记本专用内存,没有S 字符表示普通的台式机或是服务器内存6.3:CAS=3;2.5:CAS=2.5;2:CAS=27.分隔符号8.内存的容量 我们以金士顿ValueRAM DDR 内存编号为例:编号为ValueRAM KVR400X64C25/256 这条内存就是。金士顿ValueRAM 外频400MHZ 不带有ECC 校验的CAS=2.5 的256M 内存 我想通过以上的方法,更能方便大家对于内存的理解和选购。接下来我在强调一些有关内存的常见问题: 1. 内存的单面与双面,单Bank 与双Bank 的区别? 单面内存与双面内存的区别在于单面内存的内存芯片都在同一面上,而双面内存的内存芯片分布在两面。而单Bank 与双Bank 的区别就不同了。Bank 从物理上理解为北桥芯片到内存的通道,通常每个通道为64bit。一块主板的性能优劣主要取决于它的芯片组。不同的芯片组所支持的Bank 是不同的。如Intel 82845 系列芯片组支持4 个Bank,而SiS 的645 系列芯片组则能支持6 个Bank。如果主板只支持4 个Bank,而我们却用6 个Bank 的话,那多余的2 个Bank 就 白白地浪费了。双面不一定是双Bank,也有可能是单Bank,这一点要注意。 2. 内存的2-2-3 通常是什么意思? 这些电脑硬件文章经常出现的参数就是在主板的BIOS 里面关于内存参数的设置了。通常说的2-2-3 按顺序说的是tRP(Time of Row Precharge),tRCD(Time of RAS to CAS Delay)和CL(CAS Latency)。tRP 为RAS 预充电时间,数值越小越好;tRCD 是RAS 到CAS 的延迟,数值越小越好;CL(CAS Latency)为CAS 的延迟时间,这是纵向地址脉冲的反应时间,也是在一定频率下衡量支持不同规范的内存的重要标志之一。 3.内存的双通道技术和单通道有什么不同? 什么是双通道DDR 技术呢?需要说明的是,它并非我前面提到的D D R I I,而是一种可以让2 条D D R 内存共同使用,数据并行传输的技术。双通道DDR 技术的优势在于,它可以让内存带宽在原来的基础上增加一倍,这对于P 4 处理器的好处可谓不言而喻。400M H z 前端总线的P 4 A 处理器和主板传输数据的带宽为3.2G B /s,而533 M Hz 前端总线的P4B 处理器更是达到了4.3G B/s,而 P4C 处理器更是达到了 800MHZ 前端总线从而需要 6. 4 G 的内存带宽。但是目前除了I850E 支持的R ambus P C10 66 规范外,根本没有内存可以满足处理器的需要,我们最常用的DDR333 本身仅具有2.7G B/s 的带宽。DDR400 也只能提供3.2G /s 的带宽。也就是说,如果我们搭建双通道DDR400 的内存,理论上提供2 倍DDR400 的带宽。将从而根本的解决了CPU 和内存之间的瓶颈问题。 4.DDR-Ⅱ和现在的DDR 内存有什么不同? DDR-II 内存是相对于现在主流的DDR-I 内存而言的,它们的工作时钟预计将为 400MHz 或更高。主流内存市场将从现在的DDR-333 产品直接过渡到DDR-II。 DDR-II 内存将采用0.13 微米工艺, 容量为18MB/36MB/72MB,最大288MB,字节架构为X8、X18、X36,读取反应时间为2.5 个时钟周期 (此段由于SOHU 禁词限制,发不了) 最后,我将为大家讲授内存的造假售假方法。(以下文字未经内存厂商证实,仅仅为笔者长时间的经验积累,不承担相应的法律责任,特此声明) 现在的假货内存主要集中在HY 普通条子和某些大厂内存(例如这段时间沸沸扬扬的Kingmax)上面。这里面,大厂的内存条比较容易识别,一般来讲,大厂盒装的正品内存在他的内存颗粒或者PCB 上都会有厂商的镭射防伪标签,内存标签清晰,字体规范,Kingmax 等品牌内存还带有800 免费的防伪咨询电话,现场打电话就可以辨别内存的真伪。因为大厂的内存价格相对透明,因此你在 购买内存的时候只要不贪图便宜,就应该可以买到正品大厂内存。而现在最难鉴别的就是HY 的内存,据笔者调查,现在市场上50%以上的HY 散装内存都是假货,但是,假货也分档次。比较有“良心”的假货就是我们通常所说的 REMARK(打磨)最常见的就是将HY 的内存颗粒表面用有机溶剂清洗,再标上更高内存性能的编号,例如将DDR266 的内存打磨成DDR333 的内存出售或者打磨成Kingstone, Kingmax 等大厂的内存出售,谋取利益。这样的内存在容量上没有问题,但是因为一般都是在超标准频率下使用,必然导致系统的不稳定。这种内存一般很好辨别,只要用手搓内存颗粒表面,用指甲刮,就能轻易的将表面的字迹去除,从而辨别真假。但是,一些手段比较高明的造假者,做出来的内存表面进行了特殊处理,让你不能够轻易的抹除字迹。对于这种内存,就要考考您的眼力了。一般说来,正品的内存字迹都是激光“刻”印在内存颗粒上的,会在内存颗粒上留下痕迹,打磨内存的奸商必然覆盖这些痕迹,看上去字体不是那么的规范,字的大小也不是很一致。字体的边角不够圆滑。辨别类似的内存,就需要一些久经杀场的老鸟了。下面我将告诉大家一种最为狠毒的制假方法,那就是本文开头提到的“油条”了。我先简要讲述一下此种内存的制作“工艺”。这种内存主要生长在我国南部省份,以深圳为甚。首先,不法奸商用极其低廉的价格(1000 元人民币一吨)收购国外运来的洋垃圾,或者是在中国市场上几乎可以不计成本的收购已经烧掉或者损坏的内存条,将这些内存放到一个大油锅里面煮,去掉焊锡,清除焊点和内存表面的字迹。然后用香蕉水(剧毒,有强烈刺激气味)进行清洗。然后,挑出相同的芯片重新焊在 PCB 上,再标上内存编号进行销售,这样的内存千条采购价格以256M 为例只有 120 元左右。可以说相当具有“性价比”,从而成为不法奸商们手中的“极品”以牟取暴利。这种内存可以说是性能和稳定性皆无。但是,我们不得不佩服中国人的制假方法,他们把这种内存做的和HY 内存一模一样,只是内存PCB 颜色看上去有些许的不均匀。但是,这种内存基本上还是很好辨别,大家在购买内存的时候,不要只看内存的表面字迹,应该注意一下内存颗粒右下角的内存编号一般都是数字例如56787 之类的,这种内存由于大批量处理,一般在一条内存上你会发现有2 种甚至更多种的内存颗粒只要抓住这点,基本上可以识别出这种假货内存,另外,我们还可以闻一下内存,都会有一些余味(香蕉水的味道) 最后,笔者奉劝您在购买内存的过程中,不要贪图几十元的小便宜,而为您的 系统带来不稳定甚至导致整机的故障。希望通过本文,能够对您在内存的选购方面有所帮助。希望大家都能够买到稳定性能一流的内存 不同牌子的内存看法都不一样的,我收集了一些常用品牌的内存读法供参考: DDR SDRAM: HYNIX DDR SDRAM 颗粒编号: HY XX X XX XX X X X X X X X - XX X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 - 13 14 整个DDR SDRAM 颗粒的编号,一共是由14 组数字或字母组成,他们分别代表内存的一个重要参数,了解了他们,就等于了解了现代内存。 颗粒编号解释如下: 1. HY 是HYNIX 的简称,代表着该颗粒是现代制造的产品。 2. 内存芯片类型:(5D=DDR SDRAM) 3. 处理工艺及供电:(V:VDD=3.3V & VDDQ=2.5V;U:VDD=2.5V & VDDQ=2.5V;W:VDD=2.5V & VDDQ=1.8V;S:VDD=1.8V & VDDQ=1.8V) 4. 芯片容量密度和刷新速度:(64:64M 4K 刷新;66:64M 2K 刷新;28: 128M 4K 刷新;56:256M 8K 刷新;57:256M 4K 刷新;12:512M 8K 刷新;1G:1G 8K 刷新) 5. 内存条芯片结构:(4=4 颗芯片;8=8 颗芯片;16=16 颗芯片;32=32 颗芯片) 6. 内存bank(储蓄位):(1=2 bank;2=4 bank;3=8 bank) 7. 接口类型:(1=SSTL_3;2=SSTL_2;3=SSTL_18) 8. 内核代号:(空白=第1 代;A=第2 代;B=第3 代;C=第4 代) 9. 能源消耗:(空白=普通;L=低功耗型) 10. 封装类型:(T=TSOP;Q=LOFP;F=FBGA;FC=FBGA(UTC:8x13mm)) 11. 封装堆栈:(空白=普通;S=Hynix;K=M&T;J=其它;M=MCP(Hynix);MU= MCP(UTC)) 12. 封装原料:(空白=普通;P=铅;H=卤素;R=铅+卤素) 13. 速度:(D43=DDR400 3-3-3;D4=DDR400 3-4-4;J=DDR333;M=DDR333 2-2-2;K=DDR266A;H=DDR266B;L=DDR200) 14. 工作温度:(I=工业常温(-40 - 85 度);E=扩展温度(-25 - 85 度)) 由上面14 条注解,我们不难发现,其实最终我们只需要记住2、3、6、13 等几处数字的实际含义,就能轻松实现对使用现代DDR SDRAM 内存颗粒的产品进行辨别。尤其是第 13 位数字,它将明确的告诉消费者,这款内存实际的最高工作状态是多少。假如,消费者买到一款这里显示为L 的产品(也就是说,它只支持DDR200) 注:有的编码没有那么长,但几个根本的数字还是有的 LGS 的内存可以说是目前市场上见到的最多,也是最广泛的内存了,所以LGS 应该首先排第一位。 LGS 的内存编码规则: GM 72 X XX XX X X X X X XXX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 定义: 1、GM 代表LGS 公司。 2、72 代表SDRAM。 3、V 代表3V 电压。 4、内存单位容量和刷新单位:其中:16:16M,4K 刷新;17:16M,2K 刷新; 28:128M,4K 刷新;64: 64M,16K 刷新。65:64M,8K 刷新;66:64M,4K 刷新。 5、数据带宽:4:4 位,8:8 位,16:16 位,32:32 位。 6、芯片组成:1:1BAND,2:2BANK,4:4BANK,8:8BANK 7、I/O 界面:一般为1 8、产品系列:从A 至F。 9、功耗:空白则是普通,L 是低功 10、封装模式:一般为T(TSOP) 11、速度:其中:8:8NS,7K:10NS(CL2),7J(10NS,CL2&3),10K (10NS[一说15NS],PC66), 12(12NS,83HZ),15(15NS,66HZ) 二、HY(现代HYUNDAI) 现代是韩国着名的内存生产厂,其产品在国内的占用量也很大。 HY 的编码规则: HY 5X X XXX XX X X X X- XX XX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 定义: 1、HY 代表现代。 2、一般是57,代表SDRAM。 3、工艺:空白则是5V,V 是3V。 4、内存单位容量和刷新单位:16:16M4K 刷新;64:64M,8K 刷新;65:64M, 4K 刷新;128:128M, 8K 刷新;129:128M,4K 刷新。 5、数据带宽:40:4 位,80:8 位,16:16 位,32:32 位。 6、芯片组成:1:2BANK,2:4BANK;3:8BANK; 7、I/O 界面:一般为0 8、产品线:从A-D 系列 9、功率:空白则为普通,L 为低功耗。 10、封装:一般为TC(TSOP) 11、速度:7:7NS,8:8NS,10P:10NS(CL2&3),10S:10NS,(PC100, CL3),10:10NS,12: 12NS,15:15NS 三、SEC(三星SAMSUNG) 做为韩国着名的电器厂商,三星的重要性不必多说,在内存方面,三星的产量 虽然不及上两者大,但是三星一直专注于高品质、高性能的产品。三星的标识不是很容易的就可以读出来,而且三星的产品线较全,所以品种非常多,此处仅供普通SDRAM 参考。 SEC 编码规则: KM4 XX S XX 0 X X XT-XX 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 1、KM 代表SEC 三星,此处编码一般均为4。 2、数据带宽:4:4 位,8:8 位,16:16 位,32:32 位。 3、一般均为S 4、这个数乘以S 前边的位数就是内存的容量。 5、一般均为0 6、芯片组成:2:2BANK,3:4BANK 7、I/O 界面:一般为0 8、版本号 9、封装模式:一般为T:TSOP 10、功耗:F 低耗,G 普通 11、速度:7:7NS,8:8NS,H:10NS(CL2&3),L:10NS(CL3),10:10NS。 四、MT(MICRON 美凯龙) 美凯龙是美国着名的计算机生产商,同时也是一家计算机设备制造商,其内存的产品闻名全美国,被广泛的机器所采用。美凯龙内存的品质优异,但价格较韩国的产品略高。 MT48 XX XX M XX AX TG-XX X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1、MT 代表美凯龙MICRON 2、48 代表SDRAM。 3、一般为LC:普通SDRAM 4、此数与M 后位数相乘即为容量。 5、一般为M 6、位宽:4:4 位,8:8 位,16:16 位,32:32 位 7、AX 代表write Recovery(twr),A2 则代表twr=2clk 8、TG 代表TSOP 封装模式。 9、速度:7:7NS,75:7.5NS,8X:8NS(其中X 为从A到E:读取的周期分别是:333,323,322, 222,222,所以D 和E 较好),10:10NS 10、如有L 则为低功耗,空白则为普通。 五、HITACHI(日立HITACHI) 日立是日本的着名的微电子生产厂,其内存虽然在市场上占有量不大,但品质还是不错的! HM 52 XX XX 5 X X TT- XX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1、HM 代表日立。 2、52 代表SDRAM,51 则为EDO 3、容量 4、位宽:40:4 位,80:8 位,16:16 位 5、一般为5 6、产品系列:A-F 7、功耗:L 为低耗,空白则为普通 8、TT 为TSOP 封装模式 9、速度:75:7.5NS,80:8NS,A60:10NS(CL2&3),B60:10NS(CL3) 六、SIEMENS(西门子) 西门子是德国最大的产业公司,其产品包罗万向,西门子的电子产品也是欧洲最大的品牌之一(另一是PHILIPS)。西门子的内存产品多为台湾的OEM 厂商制造的,产品品质还算不错。 HYB39S XX XX 0 X T X -X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1、HYB 代表西门子 2、39S 代表SDRAM 3、容量 4、位宽:40:4 位,80:8 位,16:16 位 5、一般为0 6、产品系列 7、一般为T 8、L 为低耗,空白为普通 9、速度: 6:6NS,7:7NS,7.5:7.5NS,8:8NS(CL2),8B:10NS(CL3),10: 10NS 七、FUJITSU(富士通FUJITSU) 富士通是日本专业的计算机及外部设备制造商,他的内存产品主要是供应OEM 商,市场上仅有少量零售产品。 MB81 X XX XX X2 X-XXX X FN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1、MB81 代表富士通的SDRAM 2、PC100 标准的多为F,普通的内存为1 3、容量 4、位宽:4:位,8:8 位,16:16 位,32:32 位 5、芯片组成:22:2BANK,42:4BANK 6、产品系列 7、速度:60:6NS,70:7NS,80:8NS,102:10NS(CL2&3),103:10NS (CL3),100:10NS,84: 12NS,67:15NS 八、TOSHIBA(东芝) 东芝是日本着名的电器制造商,其在高端领域也有产品,例如计算机产品及通讯卫星等等。TOSHIBA 的内存产品在市场上见到的不多。 TC59S XX XX X FT X-XX 1 2 3 4 5 6 7 8 1、TC 代表东芝 2、59S 代表普通SDRAM 3、容量:64:64MBIT,128:128MBIT 4、位宽:04:4 位,08:8 位,16:16 位,32:32 位 5、产品系列:A-B 6、FT 为TSOP 封装模式 7、空白为普通,L 为低功耗 8、速度;75:7.5NS,80:8NS,10:10NS(CL3) 九、MITSUBISHI(三菱) 三菱是日本的一家汽车制造公司,因其多元化发展,所以在IT 业和家电业也有产品,三菱的微集成电路技术不同一般,所以其在内存领域也占有一席之地,因为速度、品质优异,而成为INTEL 的PII/PIIICPU 的缓存供应商。普通 SDRAM 方面,因为较贵,所以市场上少见。 M2 V XX S X 0 X TP-XX X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1、M2 代表三菱产品 2、I/O 界面。一般为V 3、容量 4、一般为S,说明是SDRAM 5、位宽:2:4 位,3:8 位,4:16 位 6、一般为0 7、产品系列 8、TP 代表TSOP 封装 9、速度: 8A:8NS,7:10NS(CL2&3),8:10NS(CL3),10:10NS。 10、空白为普通,L 为低耗。
2. 关于单片机的种类问题
单片机的分类Ⅰ 按生产厂家分
美国的英特尔(Intel) 公司、摩托罗拉(Motorola)公司、国家办导体(NS) 公司、Atmel公司、微芯片(Microchip) 公司、洛克威尔(Rockwell)公司、莫斯特克公司(Mostek)、齐洛格(Zilog)公司、仙童(Fairchid)公司、德州仪器(TI)公司等等。日本的电气(NS)公司、东芝(Toshiba)公司、富士通(Fujitsu)公司、松下公司、日立(Hitachi)公司、日电(NEC)公司、夏普公司等等。荷兰的飞利浦(Philips)公司。德国的西门子(Siemens)公司等等。
Ⅱ 按字长分(1)4-BIT 单片机
4 位单片机的控制功能较弱,CPU 一次只能处理4 位二进制数。这类单片机常用于计算器、各种形态的智能单元以及作为家用电器中的控制器。典型产品有NEC 公司的UPD 75××系列、NS 公司的COP400 系列、松下公司的MN1400 系列、ROCKWELL 公司的PPS/1系列、富士通公司的MB88 系列、夏普公司的SM××系列、Toshiba 公司的TMP47×××系列等等。
① 华邦公司的W741系列的4位单片机带液晶驱动,在线烧录,保密性高,低操作电压(1.2V~1.8V)。
② 东芝单片机的4位机在家电领域有很大市场。
(2)8-BIT 单片机
8 位单片机 8 位单片机的控制功能较强,品种最为齐全。和4 位单片机相比,它不仅具有较大的存储容量和寻址范围,而且中断源、并行I/O 接口和定时器/计数器个数都有了不同程度的增加,并集成有全双工串行通信接口。在指令系统方面,普遍增设了乘除指令和比较指令。特别是8 位机中的高性能增强型单片机,除片内增加了A/D 和D/A 转换器外,还集成有定时器捕捉/比较寄存器、监视定时器(Watchdog)、总线控制部件和晶体振荡电路等。这类单片机由于其片内资源丰富和功能强大,主要在工业控制、智能仪表、家用电器和办公自动化系统中应用。代表产品有Intel 公司的MCS-48 系列和MCS-51 系列 、Microchip 公司的PIC16C××系列和PIC17C××系列以及PIC1400 系列、Motorola 公司的M68HC05 系列和M68HC11 系列、Zilog 公司的Z8 系列、荷兰Philips 公司的80C51 系列(同MCS-51 兼容)、Atmel公司的AT89 系列(同MCS-51 兼容)、NEC 公司的UPD78××系列等等。
1)51系列单片机
8031/8051/8751是Intel公司早期的产品。应用的早,影响很大,已成为世界上的工业标准。后来很多芯片厂商以各种方式与Intel公司合作,也推出了同类型的单片机,如同一种单片机的多个版本一样,虽都在不断的改变制造工艺,但内核却一样,也就是说这类单片机指令系统完全兼容,绝大多数管脚也兼容;在使用上基本可以直接互换。人们统称这些与8051内核相同的单片机为“51系列单片机”。
8031片内不带程序存储器ROM,使用时用户需外接程序存储器和一片逻辑电路373,外接的程序存储器多为EPROM的2764系列。用户若想对写入到EPROM中的程序进行修改,必须先用一种特殊的紫外线灯将其照射擦除,之后再可写入。写入到外接程序存储器的程序代码没有什么保密性可言。
8051片内有4k ROM,无须外接外存储器和373,更能体现“单片”的简练。但是所编的程序无法写入到其ROM中,只有将程序交芯片厂代为写入,并是一次性的,不能改写其内容。
8751与8051基本一样,但8751片内有4k的EPROM,用户可以将自己编写的程序写入单片机的EPROM中进行现场实验与应用,EPROM的改写同样需要用紫外线灯照射一定时间擦除后再写入。
在众多的51系列单片机中,要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S52更实用,因他不但和8051指令、管脚完全兼容,而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的,这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写,一般专为 ATMEL AT89xx 做的编程器均带有这些功能。显而易见,这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密,这又很好地保护了你的劳动成果。而且,AT89C51、AT89S51目前的售价比8031还低,市场供应也很充足。
AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品种,除了完全兼容8051外,还多了ISP编程和看门狗功能。
ATMEL公司的51系列还有AT89C2051、AT89C1051等品种,这些芯片是在AT89C51的基础上将一些功能精简掉后形成的精简版。AT89C2051取掉了P0口和P2口,内部的程序FLASH存储器也小到2K,封装形式也由51的P40脚改为20脚,相应的价格也低一些,特别适合在一些智能玩具,手持仪器等程序不大的电路环境下应用;AT89C1051在2051的基础上,再次精简掉了串口功能等,程序存储器再次减小到1k,当然价格也更低。
51 单片机目前已有多种型号,市场上目前供货比较足的芯片还要算ATMEL 的51、52 芯片, HYUNDAI 的GMS97 系列,WINBOND 的78e52,78e58,77e58 等。
GMS97 系列是一次性烧写,一般只有大量生产的人才买。at89c51,52 因可以很容易地解密,一般人们只用它来做实验,或者用在一些即使解了密也无关紧要的场合。89c2051 只有20 腿,体积小巧,在一些简单应用和体积有限的场合得到广泛应用。
2)PIC系列单片机
由美国Microchip公司推出的PIC单片机系列产品,首先采用了RISC结构的嵌入式微控制器,其高速度、低电压、低功耗、大电流LCD驱动能力和低价位OTP技术等都体现出单片机产业的新趋势。
现在PIC系列单片机在世界单片机市场的份额排名中已逐年升位,尤其在8位单片机市场,据称已从1990年的第20位上升到目前的第二位。PIC单片机从覆盖市场出发,已有三种(又称三层次)系列多种型号的产品问世,所以在全球都可以看到PIC单片机从电脑的外设、家电控制、电讯通信、智能仪器、汽车电子到金融电子各个领域的广泛应用。现今的PIC单片机已经是世界上最有影响力的嵌入式微控制器之一。
① PIC 8位单片机的分类
PIC 8位单片机产品共有三个系列,即基本级、中级和高级。
a基本级系列该级产品的特点是低价位,如PIC16C5X,适用于各种对成本要求严格的家电产品选用。又如PIC12C5XX是世界第一个8脚的低价位单片机,因其体积很小,完全可以应用在以前不能使用单片机的家电产品的空间。
b中级系列该级产品是PIC最丰富的品种系列。它是在基本级产品上进行了改进,并保持了很高的兼容性。外部结构也是多种的,从8引脚到68引脚的各种封装,如PIC12C6XX。该级产品其性能很高,如内部带有A/D变换器、E2PROM数据存储器、比较器输出、PWM输出、I2C和SPI等接口。PIC中级系列产品适用于各种高、中和低档的电子产品的设计中。
c高级系列该系列产品如PIC17CXX,其特点是速度快,所以适用于高速数字运算的应用场合中,加之它具备一个指令周期内(160ns)可以完成8×8(位)二进制乘法运算能力,所以可取代某些DSP产品。再有PIC17CXX具有丰富的I/O控制功能,并可外接扩展EPROM和RAM,使它成为目前8位单片机中性能最高的机种之一。所以很适用于高、中档的电子设备中使用。
上述的三层次(级)的PIC 8位单片机还具有很高的代码兼容性,用户很容易将代码从某型号转换到另一个型号中。PIC 8位单片机具有指令少、执行速度快等优点,其主要原因是PIC系列单片机在结构上与其它单片机不同。该系列单片机引入了原用于小型计算机的双总线和两级指令流水结构。这种结构与一般采用CISC(复杂指令集计算机)的单片机在结构上是有不同的。
双总线结构
具有CISC结构的单片机均在同一存储空间取指令和数据,片内只有一种总线。这种总线既要传送指令又要传送数据(如图1-a所示)。因此,它不可能同时对程序存储器和数据存储器进行访问。因与CPU直接相连的总线只有一种,要求数据和指令同时通过,显然“乱套”,这正如一个“瓶颈”,瓶内的数据和指令要一起倒出来,往往就被瓶颈卡住了。所以具有这种结构的单片机,只能先取出指令,再执行指令(在此过程中往往要取数),然后,待这条指令执行完毕,再取出另一条指令,继续执行下一条。这种结构通常称为冯•诺依曼结构,又称普林斯顿结构。
在这里PIC系列单片机采用了一种双总线结构,即所谓哈佛结构。这种结构有两种总线,即程序总线和数据总线。这两种总线可以采用不同的字长,如PIC系列单片机是八位机,所以其数据总线当然是八位。但低档、中档和高档的PIC系列机分别有12位、14位和16位的指令总线。这样,取指令时则经指令总线,取数据时则经数据总线,互不冲突。
② 两级指令流水线结构
由于PIC系列单片机采用了指令空间和数据空间分开的哈佛结构,用了两种位数不同的总线。因此,取指令和取数据有可能同时交叠进行,所以在PIC系列微控制器中取指令和执行指令就采用指令流水线结构。当第一条指令被取出后,随即进入执行阶段,这时可能会从某寄存器取数而送至另一寄存器,或从一端口向寄存器传送数等,但数据不会流经程序总线,而只是在数据总线中流动,因此,在这段时间内,程序总线有空,可以同时取出第二条指令。当第一条指令执行完毕,就可执行第二条指令,同时取出第3条指令,……如此等等。这样,除了第一条指令的取出,其余各条指令的执行和下一条指令的取出是同时进行的,使得在每个时钟周期可以获得最高效率。
在大多数微控制器中,取指令和指令执行都是顺序进行的,但在PIC单片机指令流水线结构中,取指令和执行指令在时间上是相互重叠的,所以PIC系列单片机才可能实现单周期指令。
只有涉及到改变程序计数器PC值的程序分支指令(例如GOTO、CALL)等才需要两个周期。
此外,PIC的结构特点还体现在寄存器组上,如寄存器I/O口、定时器和程序寄存器等都是采用了RAM结构形式,而且都只需要一个周期就可以完成访问和操作。而其它单片机常需要两个或两个以上的周期才能改变寄存器的内容。上述各项,就是PIC系列单片机能做到指令总数少,且大都为单周期指令的重要原因。
3)AVR系列单片机
AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(Reced Instruction Set CPU) 精简指令集高速8位单片机。AVR的单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。
①AVR单片机的优势及特点
a AVR单片机易于入手、便于升级、费用低廉。 单片机初学者只需一条ISP下载线,把编辑、调试通过的软件程序直接在线写入AVR单片机,即可以开发AVR单片机系列中的各种封装的器件。AVR单片机因此在业界号称“一线打天下”。 AVR程序写入是直接在电路板上进行程序修改、烧录等操作,这样便于产品升级。AVR单片机可使用ISP在线下载编程方式(即把PC机上编译好的程序写到单片机的程序存储器中),不需购买仿真器、编程器、擦抹器和芯片适配器等,即可进行所有AVR单片机的开发应用,这可节省很多开发费用。程序存储器擦写可达10000次以上,不会产生报废品。
b高速、低耗、保密。首先,AVR单片机是高速嵌入式单片机: AVR单片机具有预取指令功能,即在执行一条指令时,预先把下一条指令取进来,使得指令可以在一个时钟周期内执行。多累加器型,数据处理速度快。AVR单片机具有32个通用工作寄存器,相当于有32条立交桥,可以快速通行。中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址,可快速响应中断。AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况,WDT关闭时为100nA,更适用于电池供电的应用设备。有的器件最低1.8 V即可工作。AVR单片机保密性能好。它具有不可破解的位加密锁Lock Bit技术,保密位单元深藏于芯片内部,无法用电子显微镜看到。
c I/O口功能强,具有A/D转换等电路。AVR单片机的I/O口是真正的I/O口,能正确反映I/O口输入/输出的真实情况。工业级产品,具有大电流(灌电流)10mA~40mA,可直接驱动可控硅SSR或继电器,节省了外围驱动器件。AVR单片机内带模拟比较器,I/O口可用作A/D转换,可组成廉价的A/D转换器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。部分AVR单片机可组成零外设元件单片机系统,使该类单片机无外加元器件即可工作,简单方便,成本又低。AVR单片机可重设启动复位,以提高单片机工作的可靠性。有看门狗定时器实行安全保护,可防止程序走乱(飞),提高了产品的抗干扰能力。
d 有功能强大的定时器/计数器及通讯接口。定时/计数器T/C有8位和16位,可用作比较器。计数器外部中断和PWM(也可用作D/A)用于控制输出,某些型号的AVR单片机有3~4个PWM,是作电机无级调速的理想器件。AVR单片机有串行异步通讯UART接口,不占用定时器和SPI同步传输功能,因其具有高速特性,故可以工作在一般标准整数频率下,而波特率可达576K。
②AVR 8-Bit MCU的最大特点
与其它8-Bit MCU相比,AVR 8-Bit MCU最大的特点是:
• 哈佛结构,具备1MIPS / MHz的高速运行处理能力;
• 超功能精简指令集(RISC),具有32个通用工作寄存器,克服了如8051 MCU采用单一ACC进行处理造成的瓶颈现象;
• 快速的存取寄存器组、单周期指令系统,大大优化了目标代码的大小、执行效率,部分型号FLASH非常大,特别适用于使用高级语言进行开发;
• 作输出时与PIC的HI/LOW相同,可输出40mA(单一输出),作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入,具备10mA-20mA灌电流的能力;
• 片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能,外围电路更加简单,系统更加稳定可靠;
• 大部分AVR片上资源丰富:带E2PROM,PWM,RTC,SPI,UART,TWI,ISP,AD,Analog Comparator,WDT等;
• 大部分AVR除了有ISP功能外,还有IAP功能,方便升级或销毁应用程序。
(3)16-BIT 单片机
16 位单片机是在1983 年以后发展起来的。这类单片机的特点是:CPU是16 位的,运算速度普遍高于8 位机,有的单片机的寻址能力高达1MB,片内含有A/D 和D/A转换电路,支持高级语言。这类单片机主要用于过程控制、智能仪表、家用电器以及作为计算机外部设备的控制器等。典型产品有Intel 公司的MCS-96/98 系列、Motorola 公司的M68HC16系列、NS 公司的783××系列、TI公司的MSP430系列等等。
其中,以MSP430系列最为突出。它采用了精简指令集( RISC )结构,具有丰富的寻址方式( 7 种源操作数寻址、 4 种目的操作数寻址)、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令;有较高的处理速度,在 8MHz 晶体驱动下指令周期为 125 ns 。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
在运算速度方面, MSP430 系列单片机能在 8MHz 晶体的驱动下,实现 125ns 的指令周期。 16 位的数据宽度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加)相配合,能实现数字信号处理的某些算法(如 FFT 等)。
MSP430 系列单片机的中断源较多,并且可以任意嵌套,使用时灵活方便。当系统处于省电的备用状态时,用中断请求将它唤醒只用 6us 。
超低功耗 MSP430 单片机之所以有超低的功耗,是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。
首先, MSP430 系列单片机的电源电压采用的是 1.8~3.6V 电压。因而可使其在 1MHz 的时钟条件下运行时, 芯片的电流会在 200~400uA 左右,时钟关断模式的最低功耗只有 0.1uA 。
其次,独特的时钟系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的系统时钟系统:基本时钟系统和锁频环( FLL 和 FLL+ )时钟系统或 DCO 数字振荡器时钟系统。有的使用一个晶体振荡器( 32768Hz ) , 有的使用两个晶体振荡器)。由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下,打开和关闭,从而实现对总体功耗的控制。
由于系统运行时打开的功能模块不同,即采用不同的工作模式,芯片的功耗有着显着的不同。在系统中共有一种活动模式( AM )和五种低功耗模式( LPM0~LPM4 )。在等待方式下,耗电为 0.7uA ,在节电方式下,最低可达 0.1uA 。
系统工作稳定 上电复位后,首先由 DCOCLK 启动 CPU ,以保证程序从正确的位置开始执行,保证晶体振荡器有足够的起振及稳定时间。然后软件可设置适当的寄存器的控制位来确定最后的系统时钟频率。如果晶体振荡器在用做 CPU 时钟 MCLK 时发生故障, DCO 会自动启动,以保证系统正常工作;如果程序跑飞,可用看门狗将其复位。
丰富的片上外围模块 MSP430 系列单片机的各成员都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗( WDT )、模拟比较器 A 、定时器 A ( Timer_A )、定时器 B ( Timer_B )、串口 0 、 1 ( USART0 、 1 )、硬件乘法器、液晶驱动器、 10 位 /12 位 ADC 、 I 2 C 总线直接数据存取( DMA )、端口 O ( P0 )、端口 1~6 ( P1~P6 )、基本定时器( Basic Timer )等的一些外围模块的不同组合。其中,看门狗可以使程序失控时迅速复位;模拟比较器进行模拟电压的比较,配合定时器,可设计出 A/D 转换器; 16 位定时器( Timer_A 和 Timer_B )具有捕获 / 比较功能,大量的捕获 / 比较寄存器,可用于事件计数、时序发生、 PWM 等;有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用;具有较多的 I/O 端口,最多达 6*8 条 I/O 口线; P0 、 P1 、 P2 端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入; 12/14 位硬件 A/D 转换器有较高的转换速率,最高可达 200kbps ,能够满足大多数数据采集应用;能直接驱动液晶多达 160 段;实现两路的 12 位 D/A 转换;硬件 I 2 C 串行总线接口实现存储器串行扩展;以及为了增加数据传输速度,而采用直接数据传输( DMA )模块。 MSP430 系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。
方便高效的开发环境 目前 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三种类型的器件,这些器件的开发手段不同。对于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器开发成功之后在烧写或掩膜芯片;对于 FLASH 型则有十分方便的开发调试环境,因为器件片内有 JTAG 调试接口,还有可电擦写的 FLASH 存储器,因此采用先下载程序到 FLASH 内,再在器件内通过软件控制程序的运行,由 JTAG 接口读取片内信息供设计者调试使用的方法进行开发。这种方式只需要一台 PC 机和一个 JTAG 调试器,而不需要仿真器和编程器。开发语言有汇编语言和 C 语言。
MSP430 单片机目前主要以 FLASH 型为主。
(4)32-BIT 单片机
32 位单片机的字长为32 位,是单片机的顶级产品,具有极高的运算速度。近年来,随着家用电子系统的新发展,32 位单片机的市场前景看好。
继16 位单片机出现后不久,几大公司先后推出了代表当前最高性能和技术水平的32 位单片微机系列。32 位单片机具有极高的集成度,内部采用新颖的RISC(精简指令系统计算机)结构,CPU 可与其他微控制器兼容,主频频率可达33MHz 以上,指令系统进一步优化,运算速度可动态改变,设有高级语言编译器,具有性能强大的中断控制系统、定时/事件控制系统、同步/异步通信控制系统。代表产品有Intel 公司的MCS-80960 系列、Motorola 公司的M68300 系列、Hitachi 公司的Super H(简称SH)系列等等。
这类单片机主要应用于汽车、航空航天、高级机器人、军事装备等方面。它代表着单片机发展中的高、新技术水平。
ARM在32位MCU中的主流地位是毫无疑问的。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,采用ARM技术智能财产(IP)核心的处理器,即我们通常所说的ARM处理器,已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,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,ARM技术不止逐步渗入到我们生活的各个方面,我们甚至可以说,ARM于人类的生活环境中,已经是不可或缺的一环。
目前市面上常见的ARM处理器架构,可分为ARM7、ARM9以及ARM11,新推出的Cortex系列尚在进行开发验证,市面上还未有相关产品推出。ARM也是嵌入式处理器中首先推出多核心架构的厂商。
ARM首个多核心架构为ARM11 MPCore,架构于原先的ARM11处理器核心之上。ARM11核心是发布于2002年10月份,为了进一步提升效能,其管线长度扩展到8阶,处理单元则增加为预取、译码、发送、转换/MAC1、执行/MAC2、内存存取/MAC3和写入等八个单元,体系上属于ARM V6指令集架构。ARM11采用当时最先进的0.13μm制造制程,运行频率最高可达500到700MHz。如果采用90nm制程,ARM11核心的工作频率能够轻松达到1GHz以上—对于嵌入式处理器来说,这显然是个相当惊人的程度,不过显然1GHz在ARM11体系中不算是个均衡的设定,因此几乎没有厂商推出达到1GHz的ARM11架构处理器。
ARM11的逻辑核心也经过大量的改进,其中最重要的当属“静/动态组合转换的预测功能”。ARM11的执行单元包含一个64位、4种状态的地址转换缓冲,它主要用来储存最近使用过的转换地址。当采用动态转换预测机制而无法在寻址缓冲内找到正确的地址时,静态转换预测功能就会立刻接替它的位置。在实际测试中,单纯采用动态预测的准确率为88%,单纯采用静态预测机制的准确率只有77%,而ARM11的静/动态预测组合机制可实现92%的高准确率。针对高时脉速度带来功耗增加的问题,ARM11采用一项名为“IEM(Intelligent Energy Manager)”的智能电源管理技术,该技术可根据任务负荷情况动态调节处理器的电压,进而有效降低自身的功耗。这一系列改进让ARM11的功耗效能比得以继续提高,平均每MHz只需消耗0.6mW(有快取时为0.8mW)的电力,处理器的最高效能可达到660 Dhrystone MIPS,远超过上一代产品。
Ⅲ 按制造工艺分
① HMOS 工艺 高密度短沟道MOS 工艺,具有高速度、高密度的特点。
② CHMOS(或HCMOS)工艺 互补的金属氧化物的HMOS 工艺,是CMOS 和HMOS 的结合,具有高密度、高速度、低功耗的特点。Intel 公司产品型号中若带有字母“C” ,Motorola 公司产品型号中若带有字母“HC”或“L” ,通常为CHMOS 工艺。