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【doc】单片微机新技术发展动向.doc

【doc】单片微机新技术发展动向

夏卓萍
2017-11-13 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《【doc】单片微机新技术发展动向doc》,可适用于综合领域

【doc】单片微机新技术发展动向单片微机新技术发展动向一f微机发展年第期容此处不再赘述总体设计阶段这是在技术设计的基础上进行总体结构,人机工程,工业造型等方面的分析和设计,进行价值优化分析,完成总体圈和外形图目前这方面的CAD研究尚不多见,但可以预料,随着计算机几何造型等研究的深入及高清晰度显示器的发展应用,计算机也必将在总体设计中发挥重要作用实际上,许多CAD系统中也已包含了总体结构和外观造型的设计综上所述,设计方法学对于提高工程设计的效率和质量,开发具有竞争力的创新产品有着重要的指导意义,而设计方法学的研究与应用又与计算机技术的发展密切相关,作为设计方法学的一个重要研究领域的CAD技术,其发展促进了整个设计方法学的兴起和长足进展反之,设计方法学的发展又为cAD技术拓宽了应用领域目前正在研究开发的计算机集成制造系统(CIMS)即是将设计,制造,检测,管理,经销实现一体化的高新技术,这可以说是在设计方法学与计算机技术相结合的基础上所形成的伸战略思想,也向设计方法学和CAD技术的研究提出了许多新的课题参考文献戚昌滋主编《机械现代设计方法学}中国建筑工业出版社黄纯籁'工程设计方法',中国科学技术出版杜,冯厚植平申,《工程设计方法导论航空工业出版杜(德)R,柯勒《机械设计方法学》(党志梁等译)科学出版社,(甘)濑口靖幸,尾田十八,室津载定,《机械设计工学》培风馆,单片微机新技术发展动向刘振安(中国科学技术大学自动化系,安徽省合肥市,),,f摘要本文简述了近期推出的新型号新用途的单片微机,关键调单片微机噶翅撞神经元信息驱动外理器幺奔njA~mTaACTThispapergivesabriefintroductionaboutnewtypeanduofmlcroontrollerscardedoutrencely~~womJsMicroeontronerAmbiguousControlNerveUnit'MessageDrlvenProCe自Or随着电子技术和计算机应用的发展,单片微机不再局限于过去那种仅仅把CPU,存储器及IO接口集成在一起,功能和目的也只限于小型控制的结构了,而是深入到数字处理,计算机网络,并行处理等大型系统之中,并且采用了大量新颖技术,从而产生了各种新的结构和功能的单片微机下面介绍单片微机近年来的最新发展动向单片微机发展现状目前世界上的单片微机以Intel,Motorola,NEC,Zilog,NS,Philips等公司的产品居多,并主要用于控制和仪器这类传统产品正向接口多样化,指夸强化和功能专用化方向发展年第期微机发展接口多样化接口多样化主要体现在两个方面一是在不同用途单片微机上形成不同的接口}二是在多用途的单片微机上形成多种接口过去只在较高档的单片微机(如)才设置Watchdog,而Phillps的单片微机C也设置了Watchdog,它和C兼容,特别是在其内部存储器中还提供了扩大堆栈功能的切换开关空间Motorola的l位单片微机HCYI采用减少指令计算机(RISC)的时间处理部件,含有l通道的定时器而NEC系列还含有伪静态RAM刷新部件等多种多样的接口除此之外,有的单片微机还带有正弦渡端口,LED,LCD接口,三相输出接口,桥式电机控制接口等NECK系列单片微机有的型号(如)就含有O多种接口部件指令强化指令强化主要是采用RISC技术以使每条指令的功能都相应增强例如Microchip公司的CX系列单片微机只有条基本指令,每条指令长位Motorola公司的HCYI也采用RISC技术有些公司虽然没有采用RISC技术,但增加了强功能的指令,例如NEC公司的K系列单片机中,~PD,,,都含有对积求和的指令,而,还有互相关指令这些功能极强的指令大大提高了单片微机的处理能力专用化因为在消耗品和仪器土的应用量增大,应用对象也层出不舞这种量大面广的状态使单片微机渐渐趋向专用化例如Motorola公司推出McHcO系列的几十个品种,NES公司推出的vPDX系列韵几十个型号,NS公司推出的COP系列的各种型号以及Microchip公司推出的CX系列的多个型号都是分别为了在家用电器,仪器仪表等各类对象上专用的特别是Motorola公司推出了专门用作经神元的单片微机MCNeurallogix公司推出了模糊单片微机NLX等,TI,NEC等公司也推出专门的数字信号处理器DsP,而麻省理工学院等则开发了一种称为信息驱动处理器MDP,专门用于计算机网络控树和并行处理I英国Inmos公司的Transputer(通讯计算机)是最特殊的单片微机之一,它的内部含有大量的标准点对点通信网络,适用于数字通讯和并行处理,而其指令系统支持多处理功能该公司早期的产品为T,后来又发展到T,在雷达等领域有很重要的应用现在又研制出含有流水线,超标量处理器,RAM及改进通信接口的HI系列,片内的kRAM及虚拟通信能力使其在并行处理,多通道等专门用途中有着广泛和深入的作用高可靠性由于它们构成的应用系统具有很高的可性及可以方便地采用软,硬件的冗余技术,所以在军事领域中的应用前景无量这已被海湾战争所证明目前单片微机发展的具体情况近年来推出了许多新型号,新用途的单片微机归纳起来主要有如下几类单片微机和模糊逻辑相结合在计算机控制中,诸如冷与热,"干燥与潮湿,"快与慢等,是不能简单地使用是与非方祛描述的这都属于模糊逻辑推理问题为了满足模糊控制的发展,厂商纷纷推出模糊控制开发软件系统这类软件一般采用神经网络的学习功能通过重复,计算等过程,利用用户设定的隶属函数的拄制规划,产生较合适的输出控制信号一般而言,模糊控制开发软件能产生控制的目标码日立公司开发的模糊开发系统用于对H,H等单片微机进行模糊开发INS公司推出开发cOPS,HPC和系列单片微机的模糊逻辑单片微机例如模糊逻辑控制器(NLxO),模糊图形比较器(NLxl】O),模糊逻辑数据相关器(MELllll),模糊推理处理器(MELP)等IMotorola公司和Aptron微机发展年第期公司还推出开发MCHcu,MCHC系列单片微机的模糊控制开发软件FIDENeuralLogix公司推出NLX模糊单片微机及其开发系统三菱公司的模糊推理处理逻辑支持规程可达种之多元函数种类可达种以上,规程评估时间为微秒,模糊推理时间为微秒采用模糊单片微机处理模糊推理的速度l比用通用单片微机提高倍数字信号处理器DSP的发展近况DSP是单片微机的一个重要分支,结构复杂,速度快它又有单片通用DSP和单片专用DSP之分我国主要是用德克萨斯仪器公司(TI)的单片通用DSP,也有的使用日本日立公司NEC的产品TI初期产品是TMs第二代产品是位定点CMOSDSP系列器件CX和cx,性能比第一代大大提高,速度增加一倍,每秒可执行一万条指令,具有位ALu和累加器第三代产品TMsc具有独立的程序,致据和DMA三组总线最新的TMcc有双位外部数据总线,每个总线有位地址可以访问KMX位可以在ns内传递M字节,是目前最好的产品美国模拟器件公司的DSP一采用MHz时钟,进行点快速富里叶变换只需msNEC公司的pPD,Motorola的DSP,~PD及Zoran公司的ZR等性能均有所提高,在图像处理,语音识别及雷达和声纳上均有很大用途神经元单片微机MC神经元单片微机用于构成神经计算机,是单片微机向纵深发展的方向之一典型的产品有Motorola公司的MC它有三个CPU,RAM及EEPROM,一个通讯端口,:个IO部件和存储器接口,另外还有时钟及控制电路它既可以作为一个神经元在计算机网络中出现,也可以作为工业控制网络中的节点部件,信息驱动处理器MDP信息驱动处理器(MessageDrivenProccssor)是一种最新的单片微机,它专门用于计算机网络和并行处理MDP主要用于实现通用的多机处理节点,这种节点需要有效地支持几种不同的并行程式,并提供通信,同步和命令功能它可以产生价廉的,用于并行计算机的超大规模集成电路,并可以联网以组成杰里宾(Jcllybean)多计算机,即J机(JMachine)MDP是一个位单片微机,目的是为了并行处理甩它形成的三维并行计算机速度极快MIT和Intel公司正在这方面密切合作嵌人式单片微机单片微机在开发调试过程中,最困难的是单片微机用户板的设计,制作,调试和用户软件的编制与调试,这是开发周期长的根本原因嵌入式单片傲机控制器它将单片微机及通用周边电路都安装在一块小板上,构成一个完整的通用嵌入式微控制器,例如利用PHILIPSC单片微机组成的MA一嵌入式控制器,通用性强,可以节省许多用户板的设计,开发与调试时间嵌入式PC擞机因为普通PC机几乎无法工作在恶劣环境之中,所以它不适用于工业控制领域在许多要求功耗低,体积小的嵌入式应用场合,标准或大机箱的工业PC机也不能胜任所以采用Pc总线的嵌入式PC机模块赣应运而生PClO总线由美国AMPRO公司于年开发出来年又从"最小模块"(MiniModule)推出第一个CPU模块CoreModuleXT,并采用独特的总线结构将MinlModule互联,从而构成完整的计算机应用系统以上二个产品被市场逐步接受,计算机厂商和OEM用户也不断推出了与MlnlModule标准相兼容的产品CoreModule系列且前已有GoreModuleXT,CoreModule,CoreModuleSX等产品,(下转页)微机发展第期腐蚀使接触电阻增大,造成电路故障电子元器件本身的缺陷及园环境条件恶化造成失效,也是造成电路故障的重要原因造成电机故障的原因,有使用不当(如功率小超载使用),环境温度过高,轴承故障,电刷故障,绕组短路或驱动组件失效等多种因紊其中轴承故障是造成电机损坏的主要原因,其次是电刷故障(电刷快速磨损或断裂)轴承的寿命在很大程度上决定了电机的更换周期造成轴承故障的一个重要因素是润滑条件变坏(如污垢,干涸)和轴承偏心,保持架变形或磨损划伤等机械问题提高温盘机可靠性的措施从上述分析可知要提高军用和抗恶劣环境温盘机的可靠性,除采用可靠性加固措施之外,还应注意下几个方面:()选用高可靠性的元器件及材料|()严格生产质量控制,提高温盘机的固有可靠性I()严格控制空气的洁净度,采用密封结构}()严格控制环境温度,采取必要的通风降温措施}(s)在费用不太高的情况下,尽量提高电机的更新频率目前,加固型温盘机的生产批量还很小,很难提供准确的可靠性数据,采用抽样试验以判定其MTBF及A值是一种确定可靠性的途径我们认为,从类似的民品可靠性计算和分析出发,求得其MTBF和A,在此基础上根据实验和资料分析,研究热应力,电磁应力和机械应力等恶劣环境条件对产品A和MTBF的影响关系,编制出数据库和计算软件,间接地计算出加固不失为一种提型产品的可靠性,提出改进措施高温盘机的可靠性的有效途径另外,研制可靠性检测软件也是部分取代单纯用实验确定可靠性的方法之一参考文献簧Mk~oSciencelnterllaglooa|CoGptwation,HH一温盘机可靠性验证攻科年习李海泉着,《傲童计算机系境的RAs技术》,漪华大学出版杜年何目伟编,《机电产品的可靠性》,上海科技出版社,lq年孙仁编着,《机电产品可靠性技术》机械工业出版社,f年s中国电子产品可靠性数据变换两,《电于设备可靠性项计手册》电子工业部第五研究所数据中心,年(上接万)AMPRO公司已经联合了三十多个公司,成立"PC协会,声势浩大地在全世界推广嵌入式PC模块及其产品IEEEP是指IBMPC和PCXT总线标准,它已经成为微机事实上的工业标准PC|总线只有与之相兼容才能有生命力如前所述在嵌入式的计算机应用场合,采用较大体积的PCXT或PCAT主板与扩展卡的方法显然是不合适的I'C模块总线使用条信号线(一个引脚连接器和一个引脚的连接器)完全可以作为IEEEP怀婶的扩展由于它无需专门的开发系统,所以开带I期短在医疗设备,航空设备,航空管理,通}II没备,高级仪器仪表领域得到广泛应用,显示出吨强的生命力微处理器趋于草片微机化微处现器在银长一段时闻内都以和单片徽完全不同的结构存在和发展着由于现在的各种微处理器已经开始在片内设计存储器,故进一步的发展是在片内结合太容量存储器和多种IO接口部件由此可见微处理器已趋于单片微机化了将来可能f'再有纯粹的微处理幕了单片微机FORTI语言开发FI)RTH语言集汇编语'葛级语言,操作系统和软件开发工具于一体美国和西欧等不少国家已被泛用于军事,天文,自控及智能仪器等方面由于我国目前缺少必需的开发工具以及对它的认识不够故还处于初级阶段但这是一个不可忽视的领域,竞争能力很强

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