Microcontroladores

EVOLUCIÓN, TENDENCIAS Y USO DE LOS MICROCONTROLADORES.

Evolución: Ley de Moore

Evolución: Lógica.

TENDENCIAS.-

• Litografía. (Actualidad: 180 nm).

– Ultravioleta profundo (l»190 nm).

• Límite físico: 100 nm.

– Alternativas:

• Litografía de barrido de haz de electrones.

• Litografía de rayos X.

– Reducción del coste.

• Proyección por haz de electrones.

Dispositivos. (Transistores)

– Menor longitud de canal.

– Menor área.

– Inyección en el aislante de puerta.

• Reducción de la tensión de alimentación.

• Dieléctricos de alta permitividad. (Nitruro de Silicio)

– Fluctuación estadística de dopantes.

• Control de tensión umbral difícil.

Dispositivos.

Encapsulado.

• Mayor número de terminales. (Actualidad ~400).

– Terminales de menores dimensiones.

– Terminales distribuidos por todo el integrado (PGA,BGA).

• Elementos de circuito parásitos menores.

– Mayor frecuencia de funcionamiento del sistema.

– Módulos Multichip (MCM).

• Baja resistencia térmica.

– Flip-Chip.

Encapsulado. Evolución.

Diseño.

Test.

• Principales problemas:

– Coste equipo de test.

– Sondas: Elementos de circuito parásitos.

• Soluciones: Diseño orientado al test.

– Built-In Self Test(BIST).

– Boundary-Scan(JTAG).

Uso Especifico.

Microcontroladores.

– Bajo coste.

– Integración de memoria y periféricos.

– Bajo consumo eléctrico.

Aplicación específica. Microcontroladores.

–Bajo coste.

– Microcontroladores de 8 y 16 bits.

– Compatibilidad con procesadores antiguos (6502, 6800, Z80, 8086, 68000, etc).

• Sistema en un chip.

– Integración de memoria y periféricos.

– Conexión de memoria y periféricos externos sin lógica adicional (GlueLogic).

– Múltiples variantes del microcontrolador.

• Distintas combinaciones de memoria y/o periféricos.

• Permiten elegir el chip que mejor se adapte a la aplicación.

• Bajo consumo de potencia.

– Utilización en equipos portátiles. (teléfonos móviles, PDA, etc).

– Modos de bajo consumo.

– Frecuencia de reloj baja.

Aplicación específica. Microcontroladores avanzados.

–Núcleos RISC.

– SH (Hitachi), ARM-Thumb (Cirrus Logic). V85x (NEC). Colfire (Motorola).

• Código compacto (Memorias pequeñas).

– Códigos de operación de 16 bits.

• Los códigos de operación de 32 bits producen programas largos.

• En 16 bits hay que restringir los campos de dirección de registro.

– Bancos de registros pequeños. Típicamente 8 o 16 registros.

– Instrucciones de sólo dos operandos.

– Códigos de operación de longitud variable.

• Palabras de extensión 16/32 bits (NEC V85x).

• Código tipo 68K: Coldfire.

– Ventajas del código de 16 bits.

• Tamaño reducido de los programas. (~65% respecto de los 32 bits)

• Buses de 16 u 8 bits. Bajo coste sin rendimientos malos.

• Cachés más pequeñas.

Programación en el propio sistema.

– Memoria Flash.

– Bootloaderserie.

• Reprogramación / actualización.

• Test del sistema.

• Depuración.

• Unidad de gestión de memoria.

– Paginación.

– Chip Selectsprogramables.

• Rangos de direcciones programables.

• Ancho de bus programable: 8 o 16 bits.

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