微控制器(MCU)的基本架构介绍

Microcontroller(微控制器)又可简称MCU或μC，也有人称为单芯片微控制器(Single Chip Microcontroller)，将ROM、RAM、CPU、I/O集合在同一个芯片中，为不同的应用场合做不同组合控制。微控制器在经过这几年不断地研究，发展，历经4位，8位，到现在的16位及32位，甚至64位。产品的成熟度，以及投入厂商之多，应用范围之广，真可谓之空前。目前在国外大厂因开发较早，产品线广，所以技术领先，而本土厂商则以多功能为产品导向取胜。但不可讳言的，本土厂商的价格战是对外商造成威胁的关键因素。  

由于制程的改进，8位MCU与4位MCU价差相去无几，8位已渐成为市场主流；针对4位MCU，大部份供货商采接单生产，目前4位MCU大部份应用在计算器、车表、车用防盗装置、呼叫器、无线电话、CD Player、LCD驱动控制器、LCD Game、儿童玩具、磅秤、充电器、胎压计、温湿度计、遥控器及傻瓜相机等；8位MCU大部份应用在电表、马达控制器、电动玩具机、变频式冷气机、呼叫器、传真机、来电辨识器（Caller ID）、电话录音机、CRT Display、键盘及USB等；16位MCU大部份应用在行动电话、数字相机及摄录放影机等；32位MCU大部份应用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN电话、激光打印机与彩色传真机；64位MCU大部份应用在高阶工作站、多媒体互动系统、高级电视游乐器（如SEGA的Dreamcast及Nintendo的GameBoy）及高级终端机等。  　  

而在MCU开发方面，以架构而言，可分为两大主流；RISC(如HOLTEK HT48XXX系列)与CISC(如华邦W78系列)。 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 代表MCU的所有指令都是利用一些简单的指令组成的，简单的指令代表 MCU 的线路可以尽量做到最佳化，而提高执行速率，相对的使得一个指令所需的时间减到最短。HOLTEK的HT46XX(A/D MCU系列) HT47XX(R to F MCU系列) HT48XX(一般I/O MCU系列) HT49XX(LCD MCU系列) 便是采用 RISC 结构来设计。不管是 RISC 或是 CISC(Complex Instruction Set Computer)，设计MCU的目的便是为人类服务的，对于 RISC 来说，因为指令集的精简，所以许多工作都必须组合简单的指令，而针对较复杂组合的工作便需要由『编译程序』(compiler) 来执行，而 CISC MCU因为硬件所提供的指令集较多，所以许多工作都能够以一个或是数个指令来代替，compiler 的工作因而减少许多。  

以一个数值运算程序来说，使用 CISC 指令集的MCU运算对于一个积分表达式可能只需要十个机器指令，而 RISC MCU在执行相同的程序时，却因为CPU 本身不提供浮点数乘法的指令，所以可能需要执行上百个机器指令 (但每一个指令可能只需要 CISC 指令十分之一的时间)，而由程序语言转换成机器指令的动作是由程序语言的 Compiler 来执行，所以在 RISC MCU的Compiler 便会较复杂 。因为同样一个高级语言 A=B*C 的运算，在 RISC MCU转换为机器指令可能有许多种组合，而每一种组合的『时间/空间』组合都不尽相同。所以 RISC 与 CISC 的取舍之间，似乎也是MCU硬件架构与软件(Compiler) 的平衡之争，应该没有绝对优势的一方，只能说因应不同的需求而有不同的产品，例如工作单纯的打印机核心 MCU，便适合使用效能稳定，但单位指令效率较佳的 RISC MCU。  　  

方案介绍

基于新唐ML51开发的电池管理系统（BMS）—超低功耗MCU+AFE方案

方案简介  

1：基于ML51开发的电池管理系统（BMS）方案，是电池与用户之间的纽带，主要就是为了提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电。  

2：系统特性  

•ML51是性能增强型 1T 8051微控制器，内嵌Flash，运行速度可达24 MHz  

•5至14节高精度电池电压测量功能  

•充放电电流测量功能  

•短路保护功能  

•内置电池平衡开关  

•外部充放电FET控制               

•双通道温度检测  

•过压保护功能

性能参数

行业分类 : 电源电池  

开发平台 : Nuvoton 新唐  

交付形式 : PCBA  

性能参数 : 运行速度 : 24 MHz  

应用场景 : BMS 电池保护板

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基于MCU差分升级FOTA方案

运行在各种设备的程序，由于功能的迭代或自身bug的修复，难免需要升级功能，通常升级的程序都是以完整升级包（new app）的方式进行，存在包体积大、耗时长的缺点；      

包文件分析显示一般程序在版本迭代时A、B版本之间的差异部分在10%以内； 顾名思义，差分升级就是提取A、B版本之间的差异，减小包体积、降低升级时间；

该差分算法库与平台无关，可移植到各大常用芯片平台，移植非常简单，并有文档介绍操作。  

算法为自研算法，目前已有产品在市面上运行。

性能参数

行业分类 : 智能家居  

开发平台 : Atmel 爱特梅尔  

交付形式 : 软件  

性能参数 : ，RAM : 1k，flash : 5k  

应用场景 : 低速无线，OTA，差分升级，低功耗无线升级

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