一、信號發(fā)生器的發(fā)展
單片微型計算機簡(jiǎn)稱(chēng)信號發(fā)生器,是指集成在一塊芯片上的計算機,信號發(fā)生器的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體同步,自1971年美國Intel公司首先推出4位微處理器以來(lái),它的發(fā)展到目前為止大致可分為5個(gè)階段:
第1階段(1971~1976):信號發(fā)生器發(fā)展的初級階段。發(fā)展了各種4位信號發(fā)生器,
第2階段(1976~1980):初級8位機階段。以1976年Intel公司推出的MCS—48系列為代表,采用將8位CPU、8位并行I/O接口、8位定時(shí)/計數器、RAM和ROM等集成于一塊半導體芯片上的單片結構,功能上可滿(mǎn)足一般工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等的需要。
第3階段(1980~1983):高性能信號發(fā)生器階段。這一階段推出的高性能8位信號發(fā)生器普遍帶有串行口,有多級中斷處理系統,多個(gè)16位定時(shí)器/計數器。片內RAM、ROM的容量加大,且尋址范圍可達64KB。
第4階段(1983~80年代末):16位信號發(fā)生器階段。1983年Intel司又推出了高性能的16位信號發(fā)生器MCS—96系列,網(wǎng)絡(luò )通信能力有顯著(zhù)提高。
第5階段(90年代):信號發(fā)生器在集成度、功能、速度、可靠性、應用領(lǐng)域等向更高水平發(fā)展。
二、信號發(fā)生器的現狀
目前,信號發(fā)生器正朝著(zhù)高性能和多品種方向發(fā)展,尤其是八位信號發(fā)生器已成為當前信號發(fā)生器中的主流。信號發(fā)生器的發(fā)展具體體現在如下四個(gè)方面:
1、CPU功能增強
CPU功能增強主要表現在運算速度和精度的提高方面。為了提高運算速度和精度,信號發(fā)生器通常采用布爾處理機和把CPU的字長(cháng)增加到16位或32位。例如MCS—96/98和HPCI6040等信號發(fā)生器。
2、內部資源增多
目前,信號發(fā)生器內部的ROM容量已達32KB,RAM數量已達1KB,并具有掉電保護功能,常用I/O電路有串行和并行I/O接口,A/D和D/A轉換器,定時(shí)器/計數器,定時(shí)輸出和信號捕捉輸入,系統故障監測和DMA
通道電路等。
3、引腳的多功能化
隨著(zhù)芯片內部功能的增強和資源的豐富,信號發(fā)生器所需的引腳數也會(huì )相應增加,這是不可避免的。例如:一個(gè)能尋址1MB存儲空間的信號發(fā)生器需要20條地址線(xiàn)和8條數據線(xiàn)。太多的引腳不僅會(huì )增加制造時(shí)的困難,而且也會(huì )使芯片的集成度大為減小。為了減少引腳數量,提高應用靈活性,信號發(fā)生器中普遍采用一腳多用的設計方案。
4、低電壓和低功耗
在許多應用場(chǎng)合,信號發(fā)生器不僅要有很小的體積,而且還需要較低的工作電壓和極小的功耗。因此,信號發(fā)生器普遍采用CHMOS工藝,并增加空閑和掉電兩種工作方式。