现在主流单片机都有哪些？
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摘要: 　 单片机现在可谓是铺天盖地，种类繁多，让开发者们应接不暇，发展也是相当的迅速，从上世纪80年代，由当时的4位8位发展到现在的各种高速单片机……目前已投放市场的主要单片机产品多达70 多个系列，500多个品种。 ...
&　 现在可谓是铺天盖地，种类繁多，让开发者们应接不暇，发展也是相当的迅速，从上世纪80年代，由当时的4位8位发展到现在的各种高速单片机……目前已投放市场的主要单片机产品多达70 多个系列，500多个品种。这其中还不包括那些系统或整机厂商定制的专用单片机，及针对专门业务、专门市场的单片机品种。这里仅对部分常见的和常用的单片机系列进行介绍。
　　各个厂商们也在速度、内存、功能上此起彼伏，参差不齐~~同时涌现出一大批拥有代表性单片机的厂商：Atmel、TI、ST、MicroChip、ARM…国内的宏晶STC单片机也是可圈可点…
　　51单片机
　　应用最广泛的8位单片机当然也是初学者们最容易上手学习的单片机，最早由Intel推出，由于其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理，众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统，堪称为一代“经典”，为以后的其它单片机的发展奠定了基础。
　　51单片机之所以成为经典，成为易上手的单片机主要有以下特点：
　　特性：
　　1. 从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，处理对象不是字或字节而是位。不但能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。
　　2. 同时在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，使用极为灵活，这一功能无疑给使用者提供了极大的方便，
　　3. 乘法和除法指令，这给编程也带来了便利。很多的八位单片机都不具备乘法功能，作乘法时还得编上一段子程序调用，十分不便。
　　缺点：（虽然是经典但是缺点还是很明显的）
　　1. AD、EEPROM等功能需要靠扩展，增加了硬件和软件负担
　　2. 虽然I/O脚使用简单，但高电平时无输出能力，这也是51系列单片机的最大软肋
　　3. 运行速度过慢，特别是双数据指针，如能改进能给编程带来很大的便利
　　4. 51保护能力很差，很容易烧坏芯片
　　应用范围：
　　目前在教学场合和对性能要求不高的场合大量被采用
　　使用最多的器件：
　　了解8051微控制器全系列产品：全面剖析久经验证的8051架构微控制器
　　MSP430单片机
　　MSP430系列单片机是德州仪器1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器，给人们留下的最大的亮点是低功耗而且速度快，用起来很灵活，寻址方式很多，指令很少，容易上手。主要是由于其针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”解决方案。其迅速发展和应用范围的不断扩大，主要取决于以下的特点…
　　特性：
　　1. 强大的处理能力，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
　　2. 在运算速度方面，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）
　　3. 超低功耗方面，MSP430 单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。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
　　缺点：
　　1. 个人感觉不容易上手，不适合初学者入门，资料也比较少，只能跑官网去找
　　2. 占的指令空间较大，因为是16位单片机，程序以字为单位，有的指令竟然占6
　　个字节。虽然程序表面上简洁， 但与pic单片机比较空间占用很大
　　应用范围：
　　在低功耗及超低功耗的工业场合应用的比较多
　　使用最多的器件：MSP430F系列（中文资料）、MSP430G2系列、MSP430L09系列
　　了解MSP430全系类产品：全面直击MSP430微控制器全家族成员
　　TMS单片机
　　这里也提一下TMS系列单片机，虽不算主流。由TI推出的8位CMOS单片机，具有多种存储模式、多种外围接口模式，适用于复杂的实时控制场合。虽然没STM32那么优秀，也没MSP430那么张扬，但是TMS370C系列单片机提供了通过整合先进的外围功能模块及各种芯片的内存配置，具有高性价比的实时系统控制。同时采用高性能硅栅CMOS EPROM和EEPROM技术实现。低工作功耗CMOS技术，宽工作温度范围，噪声抑制，再加上高性能和丰富的片上外设功能，使TMS370C系列单片机在汽车，工业电机控制，，通信和消费类具有一定的应用
　　应用最多的器件：TMS370C256A
　　STM32单片机
　　由ST厂商推出的STM32系列单片机，行业的朋友都知道，这是一款性价比超高的系列单片机，应该没有之一，功能及其强大。其基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核，同时具有一流的外设：1μs的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI等等，在功耗和集成度方面也有不俗的表现，当然和MSP430的功耗比起来是稍微逊色的一些，但这并不影响工程师们对它的热捧程度，由于其简单的结构和易用的工具再配合其强大的功能在行业中赫赫有名…其强大的功能主要表现在：
　　特性：
　　1.内核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz，单周期乘法和硬件除法
　　2.存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器
　　3.时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。POR、PDR和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振
　　4、调试模式：串行调试（SWD）和JTAG接口。最多高达112个的快速I/O端口、最多多达11个定时器、最多多达13个通信接口
　　使用最多的器件：STM32F103系列、STM32 L1系列、STM32W系列
　　了解STM32全系类产品：沙场点兵STM32微处理器全系列成员。
　　PIC单片机
　　PIC单片机系列是美国微芯公司（Microship）的产品，共分三个级别，即基本级、中级、高级，是当前市场份额增长最快的单片机之一，CPU采用RISC结构，分别有33、35、58条指令，属精简指令集，同时采用Harvard双总线结构，运行速度快，它能使程序存储器的访问和数据存储器的访问并行处理，这种指令流水线结构，在一个周期内完成两部分工作，一是执行指令，二是从程序存储器取出下一条指令，这样总的看来每条指令只需一个周期，这也是高效率运行的原因之一，此外PIC单片机之所以成为一时非常热的单片机不外乎以下特点：
　　特点：
　　1. 具有低工作电压、低功耗、驱动能力强等特点。PIC系列单片机的I/O口是双向的，其输出电路为CMOS互补推挽输出电路。I/O脚增加了用于设置输入或输出状态的方向寄存器，从而解决了51系列I/O脚为高电平时同为输入和输出的状态。
　　2. 当置位1时为输入状态，且不管该脚呈高电平或低电平，对外均呈高阻状态;置位0时为输出状态，不管该脚为何种电平，均呈低阻状态，有相当的驱动能力，低电平吸入电流达25mA，高电平输出电流可达20mA。相对于51系列而言，这是一个很大的优点
　　3. 它可以直接驱动数码管显示且外电路简单。它的A/D为10位，能满足精度要求。具有在线调试及编程（ISP）功能。
　　不足之处：
　　其专用寄存器（SFR）并不像51系列那样都集中在一个固定的地址区间内（80～FFH），而是分散在四个地址区间内。只有5个专用寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH、INTCON在4个存储体内同时出现，但是在编程过程中，少不了要与专用寄存器打交道，得反复地选择对应的存储体，也即对状态寄存器STATUS的第6位（RP1）和第5位（RP0）置位或清零。数据的传送和逻辑运算基本上都得通过工作寄存器W（相当于51系列的累加器A）来进行，而51系列的还可以通过寄存器相互之间直接传送，因而PIC单片机的瓶颈现象比51系列还要严重，这在编程中的朋友应该深有体会
　　使用最多的器件：PIC16F873、PIC16F877
　　AVR单片机
　　AVR单片机是Atmel公司推出的较为新颖的单片机，其显著的特点为高性能、高速度、低功耗。它取消机器周期，以时钟周期为指令周期，实行流水作业。AVR单片机指令以字为单位，且大部分指令都为单周期指令。而单周期既可执行本指令功能，同时完成下一条指令的读取。通常时钟频率用4～8MHz，故最短指令执行时间为250～125ns。AVR单片机能成为最近仍是比较火热的单片机，主要的特点：
　　特点：
　　1. AVR系列没有类似累加器A的结构，它主要是通过R16～R31寄存器来实现A的功能。在AVR中，没有像51系列的数据指针DPTR，而是由X（由R26、R27组成）、Y（由R28、R29组成）、Z（由R30、R31组成）三个16位的寄存器来完成数据指针的功能（相当于有三组DPTR），而且还能作后增量或先减量等的运行，而在51系列中，所有的逻辑运算都必须在A中进行;而AVR却可以在任两个寄存器之间进行，省去了在A中的来回折腾，这些都比51系列出色些
　　2. AVR的专用寄存器集中在00～3F地址区间，无需像PIC那样得先进行选存储体的过程，使用起来比PIC方便。AVR的片内RAM的地址区间为0～00DF（AT90S2313） 和F（AT90S8515、AT90S8535），它们占用的是数据空间的地址，这些片内RAM仅仅是用来存储数据的，通常不具备通用寄存器的功能。当程序复杂时，通用寄存器R0～R31就显得不够用;而51系列的通用寄存器多达128个（为AVR的4倍），编程时就不会有这种感觉。
　　3. AVR的I/O脚类似PIC，它也有用来控制输入或输出的方向寄存器，在输出状态下，高电平输出的电流在10mA左右，低电平吸入电流20mA。这点虽不如PIC，但比51系列还是要优秀的…
　　缺点：
　　1. 是没有位操作，都是以字节形式来控制和判断相关寄存器位的
　　2. C语言与51的C语言在写法上存在很大的差异，这让从开始学习51单片机的朋友很不习惯
　　3. 通用寄存器一共32个（R0～R31），前16个寄存器（R0～R15）都不能直接与立即数打交道，因而通用性有所下降。而在51系列中，它所有的通用寄存器（地址00～7FH）均可以直接与立即数打交道，显然要优于前者。
　　使用最多的器件：ATUC64L3U、ATxmega64A1U、AT90S8515
　　STC单片机
　　说到STC单片机有人会说到，STC也能算主流，估计要被喷了~~我们基于它是国内还算是比较不错的单片机来说。STC单片机是宏晶生产的单时钟/机器周期的单片机，说白了STC单片机是51与AVR的结合体，有人说AVR是51的替代单片机，但是AVR单片机在位控制和C语言写法上存在很大的差异。而STC单片机洽洽结合了51和AVR的优点，虽然功能不及AVR那么强大，但是在AVR能找到的功能，在STC上基本都有，同时STC单片机是51内核，这给以51单片机为基础的工程师们提供了极大的方便，省去了学习AVR的时间，同时也不失AVR的各种功能…
　　STC单片机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机51单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8~12倍，内部集成MAX810专用复位电路。4路PWM 8路高速10位A、D转换，针对电机电机 的供应商控制，强干扰场合，成为继51单片机后一个全新系列单片机…
　　特性：
　　1. 下载烧录程序用串口方便好用，容易上手，拥有大量的学习资料及视频，最著名的
　　要属于杜老师的那个视频了，好多对单片机有兴趣的朋友都是通过这个视频入门的，同时具有宽电压：5.5～3.8V，2.4～3.8V， 低功耗设计：空闲模式，掉电模式（可由外部中断唤醒）
　　2. STC单片机具有在应用编程，调试起来比较方便;带有10位AD、内部EEPROM、
　　可在1T/机器周期下工作，速度是传统51单片机的8~12倍，价格也较便宜
　　3. 4 通道捕获/比较单元，STC12C2052AD系列为2通道，也可用来再实现4个定时器或4个外部中断，2个硬件16位定时器，兼容普通8051的定时器。4路PCA还可再实现4个定时器，具有硬件看门狗、高速SPI通信端口、全双工异步串行口，兼容普通8051的串口，同时还具有先进的指令集结构，兼容普通8051指令集
　　使用最多的器件：STC12C2052AD
　　Freescale单片机
　　主要针对S08，S12这类单片机，当然Freescale单片机远非于此。Freescale系列单片机采用哈佛结构和流水线指令结构，在许多领域内都表现出低成本，高性能的的特点，它的体系结构为产品的开发节省了大量时间。此外Freescale提供了多种集成模块和总线接口，可以在不同的系统中更灵活的发挥作用！Freescale单片机的特有的特点如下：
　　1.全系列：从低端到高端，从8位到32位全系列应有尽有，其推出的8位/32位管脚兼容的QE128，可以从8位直接移植到32位，弥补单片机业界8/32 位兼容架构中缺失的一环
　　2.多种系统时钟模块：三种模块，七种工作模式。多种时钟源输入选项，不同的mcu具有不同的时钟产生机制，可以是RC振荡器，外部时钟或晶振，也可以是内部时钟，多数CPU同时具有上述三种模块！可以运行在FEI，FEE，FBI，FBILP，FBE，FBELP，STOP这七种工作模式
　　3.多种通讯模块接口：Freescale单片机几乎在内部集成各种通信接口模块：包括串行通信接口模块SCI，多主I2C总线模块，串行外围接口模块 SPI，MSCAN08控制器模块，通用串行总线模块（USB/PS2）
　　4.具有更多的可选模块：具有LCD驱动模块，带有温度，具有超高频发送模块，含有同步处理器模块，含有同步处理器的MCU还具有屏幕显示模块OSD，还有少数的MCU具有响铃检测模块RING和双音多频/音调发生器DMG模块
　　5.可靠性高，抗干扰性强，多种引脚数和封装选择
　　6.低功耗、也许Freescale系列的单片机的功耗没有MSP430的低，但是他具有全静态的“等待”和“停止”两种模式，从总体上降低您的功耗！新近推出的几款超低功耗已经与MSP430的不相上下！
　　使用最多的器件：MC9S12G系列
　　如果真要在这些单片机中分个一二三等，那么如果你想跟随大众，无可厚非51单片机还是首选;如果你追求超高性价比，STM32将是你理想选择;如果你渴望超低功耗，MSP430肯定不会让你失望;如果你想支持国产，STC会让你兴奋…
　　这七大主流单片机到底哪家强？相信现在的你应该知道了吧~~
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重要，DSP在生物识别领域的应用，提供了不错的保护方案。
/general/docs/l ... 80&fileType=pdf
推荐理由，
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资料链接：
.cn/lsds/ti_zh...
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11、吴鉴鹰单片机实战项目精讲（连载）之超声波测距仪设计（二）——主机程序
12、吴鉴鹰单片机实战项目精讲（连载）之超声波测距仪设计（三...
—终端设计
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214.基于AT89C51SND1C的MP3播放器
215.基于光纤的汽车CAN总线研究
216.汽车倒车雷达
217.基于DSP的电机控制
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A、可以以任意角度以某种方式行走、滑动或滚动；
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　　当时，集成电路问世才6年。摩尔的实验室也只能将50只晶体管和电阻集成在一个芯片上。摩尔当时的预测听起来好像是科幻小说；此后也不断有技术专家认为芯片集成“已经到顶”。但事实证明，摩尔的预言是准确的，遵循着摩尔定律目前最先进的集成电路已含有超过17亿个晶体管。
　　摩尔定律的伟大不仅仅是促成了英特尔巨大的商业成功，半导体行业的工程师们遵循着这一定律，不仅每１８个月将晶体管的数量翻一翻，更是意味着同样性能的芯片每18个月体积就可以缩小一半，成本减少一半。也可以说是因为摩尔定律让我们生活中的电子产品性能越来越强大，体积越来越轻薄小巧，价格越来越低廉。
　　1990年已经退休的摩尔从美国前总统布什的手中接过了美国技术奖。今天，他的名字就像他提出的“摩尔定律”一样，响彻在半导体行业每个人的心中。摩尔定律就像一股不可抗拒的自然力量，统治了硅谷乃至全球计算机业整整三十多年。
　　集成电路的封装方式介绍
　　由于电视、音响、录像集成电路的用途，使用环境，生产历史等原因，使其不但在型号规格上繁杂，而且封装形式也多样。
　　常见的封装材料有：塑料。陶瓷。玻璃。金属等，现在基本采用塑料封装。
　　按封装形式分：普通双列直插式，普通单列直插式，小型双列扁平，小型四列扁平，圆形金属，体积较大的厚膜电路等。
　　按封装体积大小排列分：最大为厚膜电路，其次分别为双列直插式，单列直插式，金属封装。双列扁平。四列扁平为最校
　　两引脚之间的间距分：普通标准型塑料封装，双列。单列直插式一般多为2.54±0.25mm,其次有2mm(多见于单列直插式).1.778±0.25mm(多见于缩型双列直插式).1.5±0.25mm,或1.27±0.25mm(多见于单列附散热片或单列V型).1.27±0.25mm(多见于双列扁平封装).1±0.15mm(多见于双列或四列扁平封装).0.8±0.05～0.15mm(多见于四列扁平封装).0.65±0.03mm(多见于四列扁平封装)。
　　双列直插式两列引脚之间的宽度分：一般有7.4～7.62mm.10.16mm.12.7mm.15.24mm等数种。
　　双列扁平封装两列之间的宽度分(包括引线长度：一般有6～6.5±mm.7.6mm.10.5～10.65mm等。
　　四列扁平封装40引脚以上的长×宽一般有：10×10mm(不计引线长度).13.6×13.6±0.4mm(包括引线长度).20.6×20.6±0.4mm(包括引线长度).8.45×8.45±0.5mm(不计引线长度).14×14±0.15mm(不计引线长度)等。
主板集成芯片/集成芯片
　　主板集成芯片是指主板所整合了显卡，声卡或者网卡的芯片。
　　电脑市场上很多主板都集成很多其他部件：显卡、声卡、网卡等。大家在选购集成主板产品的时候主要应该考虑使用者自身的需求，同时还应该注意：这些集成控制芯片在性能上略逊于同类中高端的板卡产品，如果有特殊需求的话要选购相对应的板卡来提高性能。 另外在主板插槽数量方面的选择也是如此，主要考虑自身的需求。要使用大量扩展卡来实现一些附加功能的话就应该去选择扩展插槽较多产品；希望配置大容量内存的话就挑选DIMM内存插槽较多的产品来实现功能。
光子集成芯片/集成芯片
　　光子集成技术是光纤通信最前沿、最有前途的领域，它是满足未来网络带宽需求的最好办法。光子集成芯片比传统的分立（光电光）处理降低了成本和复杂性，带来的好处是以更低的成本构建一个具有更多节点的全新的网络结构。然而光子集成芯片的制造并不是一件容易的事情。光子器件具有三维结构，比二维结构的半导体集成要复杂得多。将激光器、检测器、调制器和其他器件都集成到芯片中，这些集成需要在不同材料（包括砷化铟镓、磷化铟等材料）多个薄膜介质层上重复地沉积和蚀刻。2004年，大规模光子集成芯片——一对集成了50个光子器件的芯片呈现在人们的面前。此前，一些光芯片厂商只是做了一些少量器件的集成。目前的光子集成技术成功地开发了400GB/s和1.6TB/s的芯片，实现了多达240个光器件的集成。光子集成领域的巨头美国Infinera公司于2008年2月宣布了其下一步光子集成产品的发展路线，预计每三年光子集成的密度将会提高一倍。
　　当大家还在固守着“全光通信”的思路的时候，网络已在悄然改变。节点设备需要光电变换，通过“O-E-O”才能 将信号进行整形和放大，从而传给计算机。光子集成技术顺应了时代发展，光子集成比传统的分立“O-E-O”处理降低了成本和复杂性，带来的好处是，以更低 的成本构建一个具有更多节点的全新的网络结构，更多的节点意味着更灵活的接入，更有效的维护和故障处理。　光子集成芯片制造并不是一件容易的事情。光子器件具有三维结构，比二维结构的半导体集成要复杂得多。将激光器、检测器、调制器和其他器件都集成到芯片中，这些集成需要在不同材料多个薄膜介质层上重复地沉积和蚀刻，这些材料包括砷化铟镓、磷化铟等。磷化铟晶片在生产线上经过一种称为光刻胶的浆状化学物质进行包裹。紫外线光通过一个镂空设计的模板照射到光刻胶上，产生了复杂的反应，其中一些半导体材料就粘在了晶片上，一些就被蚀刻掉了。
光集成芯片/集成芯片
　　光集成芯片领域的技术发展
　　正如现在的电路早已集成化，发展成为一样，光路也将走向集成化，发展成为集成光路芯片(OIC)。光波导技术是集成光学的基础。集成光路芯片也随着新技术产品全面替代传统产品一样，逐步走向更广泛的市场应用。那么当年集成电路逐步发展成，从而大范围地替代传统线路板。产品的高技术含量导致了生产方式也极大地改变，采用了高度自动化、可大规模生产的半导体加工方式去生产，即通常说的加工的生产方式。同样我们的光集成芯片也采用了（不同工艺的）半导体的加工方式，制造出高性能的光集成芯片来替代传统的光器件。和大规模集成电路芯片一样，同样实现了大批量、高效率生产方式，产品的成本更低，体积更小、性能更稳定、生产流程的低能耗、生产过程无污染、减少大量人工、技术含量高、性能指标高、产品附加值高等特点。鉴于光芯片设计和加工工艺复杂，前期科研投入耗资巨大，动辄上百亿美元。目前仅有欧美、等少数发达国家实现了该芯片的批量生产，并在高端通讯领域得到了实际应用。包括我国网、环城网以及光纤到小区的网络上的光纤到户网络所需要的光芯片均采购于他们。国产光电器件的生产规模及市场占有率仍显不足，只能局限在低端市场。光芯片作为高端核心技术产品方面，目前尚处在替发达国家的加工层面上，缺乏自己的研发设计。目前西方发达国家因光芯片的加工技术高速发展，占据大部分光芯片高端产品的市场份额。国内目前只能生产传统的熔融拉锥设备制造的和两通道的波分复用器。这同我国光电子学研究和通信技术市场巨大需求是很不相符的。
　　光芯片是用半导体加工（即晶圆加工），但是这个行业不同于一般的行业，过去由于国内的芯片设计技术，晶圆（硅）材料和加工技术均比较落后，甚至国内到目前为止，尚未有一条生产我们光芯片的、能达到规模量产级6寸（或以上）的晶圆加工生产线。因此基于，以晶圆加工为制造工艺的光集成芯片的研发、设计及制造一直是国内的空白。由于国内没有自己的生产线做实验，所以掌握该领域高端核心技术的人才处于极度匮乏。近年来，国内晶圆代加工（集成电路芯片“电”芯片）产业已得到迅速发展。仅仅的内就已经集中了数家知名的芯片代加工企业，其中“中芯国际”投入了12亿美元建成我国第一条世界目前最大的12寸晶圆加工生产线。但以上企业都是加工传统的“电”芯片的，而电芯片从性能、速度上都已经达到技术瓶颈。比如：个人电脑芯片不再每2年速度翻一番，体积做更小也难了，事实上著名的“摩尔定律”已经被推翻。将来芯片加工行业中，用于加工光芯片的代工生产线是更为新兴的行业，已经是专业人士的共识，将为我国的平面波导型集成光芯片的研制和生产创造了有利条件。如能及早建立起第一条生产线，就给该核心技术领域从事自主研发、设计的企业和的“中国光芯”带来了重大契机。
　　光集成芯片的市场应用
　　1、光纤到户接入网方面的应用。众所周知，中国是全球最大，发展最快的电信市场之一，已建立了具有世界先进水平的光传输网络，包括10Gbps光同步(SDH)、系统(DWDM)、及有线电视网络(CATV)。 “三网合一”的光纤到户 (FTTH) 网络系统也开始试点推广。光纤到户网具有、高带宽、承载业务种类多以及支持协议灵活四大技术优势，将全面淘汰现在的ADSL。光纤到户融合IP、光通信、数字、接入网等先进技术，其高带宽的接入方式可为（IPTV）、视频点播、数字电视等新型业务的普及提供高质保证。目前，互联网信息的传输是依靠光纤在和城市内部沿骨干网传输，从骨干网到小区和家庭的“最后一公里”和“最后一百米”，则用铜线而非光纤传输。铜线带宽仅有1兆到2兆左右，而光纤的带宽可达100兆之上。一旦实现光纤到户，三网合一，人类的工作与生活将有难以想象的巨变。上网速度是现在的上百倍，上网、看电影、上课、开会、下载都可以实现高清晰、高速度的即时传输。可实现视频通话、音画高清晰、零干扰等。有线电视网也可实现高清晰画面以及视频点播等交互功能。目前，我国光纤到户的应用试点工作在各地省、市政府的大力支持下已经展开，如已建的光纤到户项目有紫菘小区、长飞小区、、德润大厦、等十余个，用户超过10000余户。的电信浦东电信局小区和中芯国际别墅小区，的碧盛花园和，的泰龙小区，另外、、等地也已开始光纤到户的规划和试点工作。
　　目前全球光纤到户技术和市场日趋成熟，业务增长迅速，在发达国家尤受重视。相关统计数据显示，截至2007年底，美国已有超过500万户，日本超过300万户。而中国现在光纤接入用户在一些地区已经开始试点。有人说，中国离光纤到户时代尚有相当距离。但当今的信息产业，常会有超人预料的发展：6年前的中国，谁会想到手机和互联网能有现在这样的普及面呢？作为2008北京奥运会固定通信的合作伙伴，中国网通已经对光纤到户进行了试验，其将在北京布设几个高品质的奥运，采用直接光纤到桌面的技术，实现“用户桌面”的带宽达到2.5GB。目前我国宽带用户数已达1．22亿户，居全球首位。最终将被光纤到户技术全面淘汰。 Heavy Reading日前发表的题为“FTTH（光纤到户）在全世界的技术和市场发展”的报告预计，到2012年全球5%的家庭将实现FTTH，GPON（）技术将在未来几年内有望成为FTTH的主导技术，FTTH用户总数有望从2000万增至9000万。另一家叫Ovum-RHK曾预测，2009年底，宽带用户的数量将从2005年的7500万上升到1.29亿，其中将有2300万的用户选择FTTH技术实现宽带接入。亚太将成全球FTTH发展最快的地区，宽带业务市场主要集中在中国、日本、、。所以，这是一个巨大的市场，我们国家也将形成1000亿元左右的光纤光缆及光接入设备市场规模，不含海外市场。每年通信运营业务收入将超过180亿元，对电信企业和光纤设备商而言，无疑极具开拓潜力。
　　2、超长距离城际网主干道方面的应用。长距离干线传输的全光通信广域网逐步向着超长距、高速率、大容量、模块化、灵活、方便、可靠的方向发展。综合波分复用(WDM)和遥泵()技术，能够实现10G信号5000公里无电中继传送。我公司针对新一代的开发的40信道阵列波导型(AWG)(DWDM)和20信道可重构(ROADM)便是的核心元件，能够满足新一代长距离干线传输发展的要求。300-500公里超长单跨距传输提高了系统的长距传输能力，可以最大限度地节省中继站点，降低网络成本，提高网络的可靠性。是模块化设计的基础，这样既能实现 400G&800G&G 系统逐步扩容，也能按波长进行平滑升级。有利于采用分期投资，按需建网的思路建设干线传输网络。 可重构光分插复用器(ROADM)，可以实现远程自动配置，任意波长可在任意节点上、下。设备在线升级、容量扩展，不中断业务。ROADM同时实现通道的自动功率调谐和监视。采用ROADM系统无需重新设计网络就可以快速提供新业务，减轻网络规划负担，减少了运营和维护的成本。光芯片级的平面阵列波导光珊型密集波分复用器和光芯片级多信道可调光衰减器是2款主要光芯片，目前国内尚没有自己生产的该类光芯片，几乎全部靠进口。
　　3、环形城域网方面的应用。环形网一般采用双环结构，各节点串接于光纤环中，节点间信号的传送是点对点接力式的， 因此网径和容量都可做得很大，网的周长可超过200km，串接节点数达上千个，比大多数总线网大一个数量级，且光路损耗也小。双环网可以单环运行，亦可双环运行。单环运行时，一个环正常运行，另一个环处于热备状态提高，此时网的容量取决于一个环，节点中也只要一套设备。双环运行时，网的容量加倍，需二套设备同时运行。ROADM被认为是新一代城域波分网络的标志，而动态灵活的光层，也被认为是城域网的发展方向。
　　4、电气控制高频信号传输方面的应用。现在我国正处于高速发展的过程中，工业生产中自动化程度越来越高，资源和原材料都十分紧缺或价格暴涨都严重制约了的发展，每年除了用于电话线、网线、有线电视线等以外，大量的控制设备中都要使用以金属材料为核心的数据线、控制线、信号线等。因此铜等金属资源的消耗是巨大的，这些从技术上讲完全可以用光纤和光芯片来替代。简单说，一根光纤两端用光芯片和光电转换的形式来实现。目前大量仪器设备中用于控制的传输线和各种类型的信号线，使得一些电气控制柜，自动化控制台等一经打开，都是成捆的各种传输线、信号线，甚至都要占据控制柜的一小半重量。如果都采用廉价的光纤来传输，那么我们研制的配套光芯片又将是海量的应用。这个方面很符合国家现在的“铜退光进”的战略和产业政策。特别是一些自动化控制领域中的高频信号，目前往往使用的同轴电缆，原因很简单，只要是电线都有电磁场，都会互相干扰，必须要在电线外包上屏蔽层等技术手段，但是依然不能解决损耗大的问题。一根光纤由于带宽极大不仅可以替代无数根电的信号线，即使放在一起的2根光纤之间也不存在干扰的问题，同时也没有大损耗的问题。并且每年为国家节约的资源将是万吨级来计算的。目前中国早已是光纤生产的大国，产量也早已是世界第一了。一些特种光纤的制造也有了长足的进步，现在已经可以做到300公里的距离接近零损耗。为“铜退光进”的战略创造了良好的条件，为构建全光网也奠定了技术基础。
　　产业发展前景展望
　　综合以上的五个方面的应用，巨大的需求量显示了中国自主知识产权的研发、设计、制造的极端重要性。在长距离的城际网、环城网的应用也同样完全可以做到替代进口，而且数量巨大。加上工业自动化控制和高端军事领域的应用。海量的需求让我们有理由相信，我们这个产业会发展成一个巨型的产业，并和一些光电子的其他重要产业一起使国家综合科技实力迅速提高。大家设想一下，假如没有我国自己研制的拥有自主知识产权的光芯片，我国的通信的主干道上用的光芯片级的光器件大量从国外采购还关系到潜在的安全问题。国家一旦开始普及光纤到户，大量的定单如果都被外国一些厂商拿走。都象当年电脑、手机进入一样，“外国芯”占据了全中国几乎所有的电脑和手机，也同时占领了最高附加值的产品。那些产业巨头之所以可以很快成为了“巨无霸”，其实是包括中国在内全世界的用户提供了他们巨额的利润造就的。后来发展起来的一些企业将更难与其竞争。国家当前十分需要迅速走出那种越来越难以维持的粗放型经济模式。毕竟原材料、人工、能源总体是在不断上涨的，作为低技术含量的“世界工厂”的成本也在不断上涨。如果发达国家经济不景气，出口受阻，靠低利润、低技术的加工业经济，并以出口为导向来拉动、并维持长期高增长是不可能的。众所周知，高技术产品出口中，我国很大部分仅赚取了加工费，高附加值的核心部件的利润往往是发达国家在中国的大公司掌握或直接从国外进口的。所以说一旦占领技术的制高点，就得到了最大的利益。我们国家为什么就没有占领这样的制高点，没有掌握这样的核心技术的企业？什么时候能有我们中国的“英特尔”“微软”式的企业，使得我国在一些重要的产业领域有我们的优势，至少有一席之地并以高技术引领一个产业的？如能建成自己的生产线，那么这样一来包括最核心的研发、设计在内的每个技术及加工环节全部在国内独立完成的话，我们不仅拥有技术优势，价格优势也将十分明显，还具有开拓海外市场的巨大潜力，使“中国芯”走出国门成为可能。那么该领域千亿美元级的世界大市场中，将有我们中国企业自主研发制造分享到的一个大份额。另一方面，有了自己的生产线，通过进一步的技术攻关，生产和推向市场的过程中，不断提升我国光芯片设计能力、制造工艺，可以带动相关产业链的发展。由于这样的产业需要巨大的投入和产业政策的引导，如果没有国家的特殊支持和专项扶持，没有尽早尽快地建立起中国自己的光芯片加工生产线，那么以上说的都难以实现。
集成芯片的无线应用/集成芯片
　　微控制器集成
　　随着微控制器的小型化和廉价化，许多外部元件正在被直接集成到微控制器之中。目前，8位微控制器具有多种封装尺寸、RAM和ROM容量、串行通信总线以及模拟输入和输出方式，从而使得设计者能够选择一款与其设计要求和成本约束条件相匹配的微控制器。如今，有些微控制器集成了微控制器和嵌入式设计中常见的所有相关的、模拟和数字外围电路，这种混合信号集成减少了使用的元件数量，从而极大地改善了系统质量和可靠性，并大幅降低了材料成本。
　　正确的微控制器与无线通信的融合技术最终将使得设计者能够明显地缩短开发时间、元件数量和系统成本，并改善工作距离、功耗和延迟等指标。走“无线”路线可使人们节省巨额安装成本，例如如果在一座现有的建筑物内放置CO2探测器，采用无线解决方案能够在数天之内完成全部安装，而无需破墙或进行昂贵的布线。
　　不过，在选择正确的解决方案时必须谨慎而巧妙。以无线技术为例，首先是决定即将构建的系统的种类，是高端（如照明控制系统）还是低端商品（如无线鼠标），这将为决策（比如采用单向无线协议还是双向无线协议）提供帮助。其次，无线协议应尽可能地简单，以造就一种简易型学习曲线和具有适当代码空间的实现方案。
　　选择微控制器
　　下一步的工作是选择微控制器。首先要做的就是选择一个集成了无线通信电路的微控制器。此外，还有多个因素需要加以考虑。
　　（1）微控制器可扩缩性：选择一个能够让您在闪存容量、I/O以及各种模拟和数字元件方面进行扩缩的微控制器系列。当您在应用中兼顾温度检测和电压排序时，选择混合信号阵列不失为明智之举。
　　（2）集成：理想的模式是使无线通信电路成为一个用户模块/程序库，这有望简化设计环境中的无线电通信开发。设计者应基于GUI，并具有简单的点击“n”选项。它应该提供采用C语言或汇编语言进行编码的灵活性，并在设计的调试中使用事件触发机制和多个。
　　（3）缩减设计时间：先进和抽象等级更高的工具箱可以在不需要采用C语言或汇编语言的水平上完成设计。这将使得设计者能够把精力集中在采用一个系统来创建定制解决方案。如果该工具能够生成数据表、电原理图和材料清单，总设计周期将从数周或数月缩短至几个小时！
　　除了单独的微控制器和无线电通信芯片之外，分立型多芯片解决方案通常还需要增设外部元件。这使得设计的尺寸和成本有所增加。通过采用集成解决方案，设计方案可以实现极小的尺寸、更低的功耗和成本以及更短的开发时间。一个具有集成2.4GHz无线电通信电路的8位微控制器的方框图。我们注意到，由于两块芯片实现了集成，因此微控制器和无线电通信电路之间的接口是全内置型的，从而减少了所需的外接引脚数量，或者可以把外接引脚解放出来而使之成为通用I/O引脚（而不是供无线电通信接口专用）。
　　集成解决方案能够利用微控制器与无线电通信电路之间的紧密耦合来实现一种用于无线接入的易用型固件程序库。有些解决方案甚至提供了一个完整的协议栈，用于在设备之间实现完善的双向链接。通过提供一个专为特定的无线电通信电路和微控制器而定制的完整协议栈，这些解决方案使得可以轻而易举地在两个或更多的设备之间建立连接。采用一个简单的API来与无线电通信电路相配合。在建立了连接之后，协议将把信息包发送至目标设备，并在检测到错误的情况下重新发送信息包。如果失去了与目标设备的连接，协议将重新建立该连接，或者找到另一条通往目标设备的路线。图2给出了一个在无需增加设计工作量的情况下处理无线连接的建立、提供可靠的信息包传送和抗干扰性能的协议状态机实例。这使得设计者能够把无线链接作为一个有线串行总线（比如SPI、UART或I2C）来处理。
　　随着无线电通信电路与微控制器的集成，制作可放置于住宅的每间屋子里的小型温度传感器、让每个传感器定期将其所在位置的温度报告给主温度调节装置（以实现更加精确的居室供暖和空气调节控制）如今已是一件微不足道的小事情。
集成芯片制作方法/集成芯片
　　果问及芯片的原料是什么，大家都会轻而易举的给出答案—是硅。这是不假，但硅又来自哪里呢？其实就是那些最不起眼的沙子。难以想象吧，价格昂贵，结构复杂，功能强大，充满着神秘感的芯片竟然来自那根本一文不值的沙子。当然这中间必然要经历一个复杂的制造过程才行。不过不是随便抓一把沙子就可以做原料的，一定要精挑细选，从中提取出最最纯净的硅原料才行。试想一下，如果用那最最廉价而又储量充足的原料做成芯片，那么成品的质量会怎样，你还能用上像现在这样高性能的处理器吗？
　　除去硅之外，制造芯片还需要一种重要的材料就是金属。目前为止，铝已经成为制作处理器内部配件的主要金属材料，而铜则逐渐被淘汰，这是有一些原因的，在目前的芯片工作电压下，铝的电迁移特性要明显好于铜。所谓电迁移问题，就是指当大量电子流过一段导体时，导体物质原子受电子撞击而离开原有位置，留下空位，空位过多则会导致导体连线断开，而离开原位的原子停留在其它位置，会造成其它地方的短路从而影响芯片的逻辑功能，进而导致芯片无法使用。
　　这就是许多Northwood Pentium 4换上SNDS(北木暴毕综合症)的原因，当发烧友们第一次给Northwood Pentium 4超频就急于求成，大幅提高芯片电压时，严重的电迁移问题导致了芯片的瘫痪。这就是intel首次尝试铜互连技术的经历，它显然需要一些改进。不过另一方面讲，应用铜互连技术可以减小芯片面积，同时由于铜导体的电阻更低，其上电流通过的速度也更快。
　　除了这两样主要的材料之外，在芯片的设计过程中还需要一些种类的化学原料，它们起着不同的作用，这里不再赘述。
　　芯片制造的准备阶段
　　在必备原材料的采集工作完毕之后，这些原材料中的一部分需要进行一些预处理工作。而作为最主要的原料，硅的处理工作至关重要。首先，硅原料要进行化学提纯，这一步骤使其达到可供半导体工业使用的原料级别。而为了使这些硅原料能够满足集成电路制造的加工需要，还必须将其整形，这一步是通过溶化硅原料，然后将液态硅注入大型高温石英容器而完成的。
　　而后，将原料进行高温溶化。中学化学课上我们学到过，许多固体内部原子是晶体结构，硅也是如此。为了达到高性能处理器的要求，整块硅原料必须高度纯净，及单晶硅。然后从高温容器中采用旋转拉伸的方式将硅原料取出，此时一个圆柱体的硅锭就产生了。从目前所使用的工艺来看，硅锭圆形横截面的直径为200毫米。不过现在intel和其它一些公司已经开始使用300毫米直径的硅锭了。在保留硅锭的各种特性不变的情况下增加横截面的面积是具有相当的难度的，不过只要企业肯投入大批资金来研究，还是可以实现的。intel为研制和生产300毫米硅锭而建立的工厂耗费了大约35亿美元，新技术的成功使得intel可以制造复杂程度更高，功能更强大的集成电路芯片。而200毫米硅锭的工厂也耗费了15亿美元。下面就从硅锭的切片开始介绍芯片的制造过程。
　　单晶硅锭
　　在制成硅锭并确保其是一个绝对的圆柱体之后，下一个步骤就是将这个圆柱体硅锭切片，切片越薄，用料越省，自然可以生产的处理器芯片就更多。切片还要镜面精加工的处理来确保表面绝对光滑，之后检查是否有扭曲或其它问题。这一步的质量检验尤为重要，它直接决定了成品芯片的质量。
　　单晶硅锭
　　新的切片中要掺入一些物质而使之成为真正的半导体材料，而后在其上刻划代表着各种逻辑功能的晶体管电路。掺入的物质原子进入硅原子之间的空隙，彼此之间发生原子力的作用，从而使得硅原料具有半导体的特性。今天的半导体制造多选择CMOS工艺(互补型金属氧化物半导体)。其中互补一词表示半导体中N型MOS管和P型MOS管之间的交互作用。而N和P在电子工艺中分别代表负极和正极。多数情况下，切片被掺入化学物质而形成P型衬底，在其上刻划的逻辑电路要遵循的特性来设计，这种类型的晶体管空间利用率更高也更加节能。同时在多数情况下，必须尽量限制pMOS型晶体管的出现，因为在制造过程的后期，需要将N型材料植入P型衬底当中，而这一过程会导致的形成。
　　在掺入化学物质的工作完成之后，标准的切片就完成了。然后将每一个切片放入高温炉中加热，通过控制加温时间而使得切片表面生成一层二氧化硅膜。通过密切监测温度，空气成分和加温时间，该二氧化硅层的厚度是可以控制的。在intel的90纳米制造工艺中，门氧化物的宽度小到了惊人的5个原子厚度。这一层门电路也是晶体管门电路的一部分，晶体管门电路的作用是控制其间电子的流动，通过对门电压的控制，电子的流动被严格控制，而不论输入输出端口电压的大小。准备工作的最后一道工序是在二氧化硅层上覆盖一个感光层。这一层物质用于同一层中的其它控制应用。这层物质在干燥时具有很好的感光效果，而且在光刻蚀过程结束之后，能够通过化学方法将其溶解并除去。
　　光刻蚀
　　这是目前的芯片制造过程当中工艺非常复杂的一个步骤，为什么这么说呢？光刻蚀过程就是使用一定波长的光在感光层中刻出相应的刻痕，由此改变该处材料的化学特性。这项技术对于所用光的波长要求极为严格，需要使用短波长的紫外线和大曲率的透镜。刻蚀过程还会受到晶圆上的的影响。每一步刻蚀都是一个复杂而精细的过程。设计每一步过程的所需要的数据量都可以用10GB的单位来计量，而且制造每块处理器所需要的刻蚀步骤都超过20步(每一步进行一层刻蚀)。而且每一层刻蚀的图纸如果放大许多倍的话，可以和整个市外加郊区范围的地图相比，甚至还要复杂，试想一下，把整个纽约地图缩小到实际面积大小只有100个平方毫米的芯片上，那么这个芯片的结构有多么复杂，可想而知了吧。
　　当这些刻蚀工作全部完成之后，晶圆被翻转过来。短波长光线透过石英模板上镂空的刻痕照射到晶圆的感光层上，然后撤掉光线和模板。通过化学方法除去暴露在外边的感光层物质，而二氧化硅马上在陋空位置的下方生成。
　　在残留的感光层物质被去除之后，剩下的就是充满的沟壑的二氧化硅层以及暴露出来的在该层下方的硅层。这一步之后，另一个二氧化硅层制作完成。然后，加入另一个带有感光层的多晶硅层。多晶硅是门电路的另一种类型。由于此处使用到了金属原料(因此称作金属氧化物半导体)，多晶硅允许在晶体管队列端口电压起作用之前建立门电路。感光层同时还要被短波长光线透过掩模刻蚀。再经过一部刻蚀，所需的全部门电路就已经基本成型了。然后，要对暴露在外的硅层通过化学方式进行离子轰击，此处的目的是生成N沟道或P沟道。这个掺杂过程创建了全部的晶体管及彼此间的电路连接，没个晶体管都有输入端和输出端，两端之间被称作端口。
　　重复这一过程
　　从这一步起，你将持续添加层级，加入一个二氧化硅层，然后光刻一次。重复这些步骤，然后就出现了一个多层立体架构，这就是你目前使用的处理器的萌芽状态了。在每层之间采用金属涂膜的技术进行层间的导电连接。今天的P4处理器采用了7层金属连接，而Athlon64使用了9层，所使用的层数取决于最初的版图设计，并不直接代表着最终产品的性能差异。
　　接下来的几个星期就需要对晶圆进行一关接一关的测试，包括检测晶圆的电学特性，看是否有逻辑错误，如果有，是在哪一层出现的等等。而后，晶圆上每一个出现问题的芯片单元将被单独测试来确定该芯片有否特殊加工需要。
　　而后，整片的晶圆被切割成一个个独立的处理器芯片单元。在最初测试中，那些检测不合格的单元将被遗弃。这些被切割下来的芯片单元将被采用某种方式进行封装，这样它就可以顺利的插入某种接口规格的主板了。大多数intel和AMD的处理器都会被覆盖一个散热层。在处理器成品完成之后，还要进行全方位的芯片功能检测。这一部会产生不同等级的产品，一些芯片的运行频率相对较高，于是打频率产品的名称和编号，而那些运行频率相对较低的芯片则加以改造，打上其它的低频率型号。这就是不同市场定位的处理器。而还有一些处理器可能在芯片功能上有一些不足之处。比如它在缓存功能上有缺陷(这种缺陷足以导致绝大多数的芯片瘫痪)，那么它们就会被屏蔽掉一些缓存容量，降低了性能，当然也就降低了产品的售价，这就是Celeron和Sempron的由来。
　　在芯片的包装过程完成之后，许多产品还要再进行一次测试来确保先前的制作过程无一疏漏，且产品完全遵照规格所述，没有偏差。
集成芯片的可测性设计技术/集成芯片
　　随着集成芯片功能的增强和集成规模的不断扩大，芯片的测试变得越来越困难，测试费用往往比设计费用还要高，测试成本已成为产品开发成本的重要组成部分，测试时间的长短也直接影响到产品上市时间进而影响经济效益。为了使测试成本保持在合理的限度内，最有效的方法是在芯片设计时采用可测性设计(DFT)技术。可测性设计是对电路的结构进行调整，提高电路的可测性即可控制性和可观察性。集成芯片测试之所以困难，有两个重要原因：(1)芯片集成度高，芯片外引脚与内部晶体管比数低，使芯片的可控性和可观察性降低；(2) 芯片内部状态复杂，对状态的设置也非常困难。
　　解决芯片测试的最根本途径是改变设计方法：在的初级阶段就将可测性作为设计目标之一，而不是单纯考虑电路功能、性能和芯片面积。实际上可测性设计就是通过增加对电路中的信号的可控性和可观性以便及时、经济的产生一个成功的测试程序，完成对芯片的测试工作。
　　可测性设计的质量可以用5个标准进行衡量：故障覆盖率、面积消耗、性能影响、测试时间、测试费用。如何进行可行的可测性设计，使故障覆盖率高，面积占用少，尽量少的性能影响，测试费用低，测试时间短，已成为解决集成电路测试问题的关键。
　　1 扫描设计
　　扫描设计是一种应用最为广泛的可测性设计技术，测试时能够获得很高的故障覆盖率。设计时将电路中的时序元件转化成为可控制和可观测的单元，这些时序元件连接成一个或多个移位寄存器(又称扫描链)。这些扫描链可以通过控制扫描输入来置成特定状态，并且扫描链的内容可以由输出端移出。
　　扫描设计就是利用经过变化的扫描触发器连接成一个或多个移位寄存器，即扫描链。这样的设计将电路主要分成两部分：扫描链与组合部分(全扫描设计)或部分时序电路(部分扫描设计)，很明显的降低了测试向量生成的复杂度。
　　扫描测试过程
　　在移位寄存器状态下，第一个触发器可以直接由初级输入端置为特定值，最后一个触发器可以在初级输出直接观察到。因此，就可以通过移位寄存器的移位功能将电路置为任意需要的初始状态，并且移位寄存器的任一内部状态可以移出到初级输出端，进行观察，即达到了可控制和可观察的目的。此时，每一个触发器的输入都可以看作是一个初级输入，输出可以看作一个初级输出，电路的测试生成问题就转化成一个组合电路的测试生成问题。电路的测试过程可以分成以下的步骤：
　　(1)将时序单元控制为移位寄存器状态，即scan—en=l，并将O，1序列移入移位寄存器， 然后移出，测试所有时序单元的故障；
　　(2)将移位寄存器置为特定的初始状态；
　　(3)将所有时序单元控制为正常工作状态，即scan一en=0，并将激励码加载到初级输入端；
　　(4)观察输出端数据；
　　(5)向电路加信号，将新的结果数据捕获到扫描单元中；
　　(6)将电路控制为移位寄存器状态，即scan—en=l，在将移位寄存器置为下一个测试码初态的同时，将其内容移出，转步骤。
　　2 边界扫描技术
　　边界扫描技术是各集成电路制造商支持和遵守的一种可测性设计标准，它在测试时不需要其它的测试设备，不仅可以测试芯片或PCB板的逻辑功能，还可以测试IC之间或PCB板之间的连接是否存在故障。边界扫描的核心技术是扫描设计技术。
　　边界扫描的基本思想是在靠近待测器件的每一个输入／输出管脚处增加一个边缘扫描单元，并把这些单元连接成扫描链，运用扫描测试原理观察并控制待测器件边界的信号。在图3中，与X1，X2…、Xm和输出节点Y1，Y2…、Ym连接的SE即为边界扫描单元，它们构成一条扫描链(称为边界扫描寄存器一BSR)，其输入为TDI(Test Data Input)，输出TD0(Test Data 0ut)。在测试时由BSR串行地存储和读出测试数据。此外，还需要两个测试控制信号：测试方式选择(Test Mode Select—TMS)和测试时钟(Test C1ock—TCK)来控制测试方式的选择。
　　边界扫描技术降低了对测试系统的要求，可实现多层次、全面的测试，但实现边界扫描技术需要超出7％的附加芯片面积，同时增加了连线数目，且工作速度有所下降。
　　3 内建自测试设计
　　传统的离线测试对于日趋复杂的系统和集成度日趋提高的设计越来越不适应：一方面离线测试需要一定的专用设备；另一方面测试向量产生的时间比较长。为了减少测试生成的代价和降低测试施加的成本，出现了内建自测试技术(BIST)。BIST技术通过将外部测试功能转移到芯片或安装芯片的封装上，使得人们不需要复杂、昂贵的测试设备；同时由于BIST与待测电路集成在一块芯片上，使测试可按电路的正常工作速度、在多个层次上进行，提高了测试质量和测试速度。
　　内建自测试电路设计是建立在伪随机数的产生、特征分析和扫描通路的基础上的。采用伪随机数发生器生成伪随机测试输入序列；应用特征分析器记录被测试电路输出序列(响应)的特征值：利用扫描通路设计，串行输出特征值。当测试所得的特征值与被测电路的正确特征值相同时，被测电路即为无故障，反之，则有故障。被测电路的正确特征值可预先通过完好电路的实测得到，也可以通过电路的功能模拟得到。
　　由于伪随机数发生器、特征分析器和扫描通路设计所涉及的硬件比较简单，适当的设计可以共享逻辑电路，使得为测试而附加的电路比较少，容易把测试电路嵌入芯片内部，从而实现内建自测试电路设计。
离散与集成芯片组/集成芯片
　　在产品设计中，离散元件具有很大灵活性。在进行需要超出标准解决方案要求的特定传输功率级或接受机灵敏度的电路设计时，这些设备(如LNA、大功率放大器等)是很有用的。然而，由离散有源元件决定的设计通常需要大量附加的离散有源元件、无源元件、滤波器及开关，以便补偿发射线的阻抗不匹配、信号级转换、隔离、及电压增益分配。当镓化砷设备与其它技术接口时(如双极硅或锗化硅)，这点很重要。 不过，离散元件给生产过程增加了附加成本。比如说，当拾放设备无法组装非标准尺寸的部件或当PCB需要返工时。值得注意的是在WLAN无线设备生产过程的大部分成本都来自于离线装配的数量、测试和返工工艺，返工一个无线设备的成本相当于原料费用的20%。 另一方面，集成RF生产成本一般较低并能制造较高性能的无线设备。把发射和接收功能如LNA、混频器、LO、集成器、PLL和AGC集成到一个单模块电路中有如下优点： 互联阻抗易匹配
　　低噪声设计，减少内部调制产品
　　优化了不同阶段间的增益平衡
　　更少的外部无源元件
INTEL和AMD集成芯片组的图形性能比拼/集成芯片
　　、在显卡市场上的竞争延续多年，不过实际上才是显卡市场上的绝对老大。对于传统办公用户以及家庭用户而言，采用非独立设计的集成显卡的PC系统超过60％，而英特尔在其中占据绝大多数。集成图形芯片在性能上还无法达到独立显卡那样的高度，但是它们售价更低，同时也可以满足大多数主流应用的需要。我们今天要看到的就是新一代集成芯片组在游戏性能上的对比。
　　i945G芯片组实际上就是在i945P芯片组上加入了图形芯片，支持英特尔奔腾4、奔腾D和赛扬处理器。尽管英特尔现在已经有了新产品，但是945G芯片组仍然有着相当大的销量。不少主板厂商已经推出了自己采用945G芯片组、支持A775接口的主板产品，大大的延长了945G的产品寿命。
　　实际上945G芯片组的技术规格并不是太过时，尽管无法支持DDR2-800内存，但同样提供了4个和8个接口，对于DDR2-667内存也有很好的支持，并不比其它集成芯片组差多少。
　　不过就芯片组的集成图形芯片GMA950而言，这款芯片的规格确实有些落后了。GMA950是英特尔第二代硬件支持T&L技术的产品，最高工作频率400Mhz，可以提供1600MPixel/s的象素填充率，拥有4条象素渲染管线，最高可以支持224MB的共享显存。英特尔在这款产品的开发中对于视频解码播放能力投入了不小精力，在其它地方就有些欠缺了。
　　GMA950的核心对于Shader Model 3.0提供有限的支持，对于DirectX 9也同样如此，不过它可以在的Windows Vista中支持Aero特效界面。只是GMA950的T&L引擎并不是由硬件实现的，而是由显卡驱动转交给CPU来进行处理。
　　在输出接口上，GMA950的集成RAC工作频率400MHz，可以支持最高×75Hz分辨率。GMA950也可以支持DVI输出，不过这里需要一块额外的子卡（PCIe ×16接口）。
　　G965是英特尔推出的最新集成芯片组，也是和英特尔酷睿2双核处理器同期发布的。这款芯片组可以支持DDR2-800内存（非正式），ICH8南桥同时提供了10个USB 2.0接口和6个SATA接口，不过同时也省却了PATA接口。所以采用ICH8南桥的主板只能通过额外的控制器才能提供传统的IDE接口支持。
　　在图形芯片上，G965可以说是英特尔对自己的一次突破。集成的图形芯片组代号GMA X3000，芯片采用了很多全新设计和架构，拥有自己的硬件象素、顶点处理单元，支持SM 3.0技术，完全符合微软Windows Vista Aero Premium的要求。同时英特尔还在GMA X3000上加入了更多的视频解码能力，首次支持WMV9的硬件加速。
　　GMA X3000拥有8个处理单元，采用统一架构设计的处理单元可以根据需要进行象素/顶点处理工作，也可以用作视频播放时的加速。这样的设计实际上和NVIDIA的G80一样，硬件设计上是符合DirectX 10的要求，英特尔称只要加上合适的驱动就可以提供DX 10的完善支持。
　　GMA X3000核心工作频率667MHz，象素填充率为1333Mpixel/s。这样的数据还比不上GMA 950，使得GMA X3000核心会在一些应用中比不上后者。核心最高可以支持384MB的共享显存，集成RAMDAC工作频率同样400MHz，在显示输出特性上和GMA 950一样。
　　这里需要提醒一下，G965芯片组是唯一集成GMA X3000图形芯片的产品。965系列的其它产品使用的图形核心为GMA 3000，不具有硬件着色处理单元和视频加速能力，更接近GMA 950的规格。
　　Geforce6150
　　上面介绍的两款芯片组自然是针对英特尔平台的，下面要说的当然就是AMD平台上的选择了。我们首先要看到的是NVIDIA的GeForce 6150。
　　这款产品实际上是一年多以前发布的，不过在市场上的反响不错，一直延续到今天。芯片组支持Socket AM2接口的，配合nForce 430南桥芯片可以提供8个USB 2.0接口、4个SATA接口、千兆网卡和HD Audio音频系统。
　　GeForce 6150集成的图形芯片只有2个象素管线，不过硬件对于SM 3.0提供完备的支持。核心工作频率475Mhz，象素填充率950Mpixel/s，最高支持256MB显存，可以全效支持Vista的Aero界面。
　　NVIDIA同样为GeForce 6150提供了视频硬件加速功能，支持高画质缩放和高清视频解码。RAMDAC工作频率300Mhz，最高支持×75Hz分辨率，提供DVI输出功能，一般不需要子卡。
集成芯片的内电容/集成芯片
　　现代的发展使得上百万的晶体管被集成到一块小硅片上，生产工艺达到了0.18 μm线宽 。虽然硅片尺寸不断收缩，但元件数量增加了，使得产品的批量生产、降低制造成本成为可能。同时，线 宽越小，两个逻辑门元件之间的传输延时就越短。但边沿速率加快，辐射能力也就随之增强，状态切换效 应在集成芯片内部之间感应的作用下，加大了能量损耗。
　　硅片需要从电源分配网络中获得电流，只有当电流达到一定数值时才能驱动传输线。边沿速率越快，就 需要提供达到更快速率的直流电流。切换开关在电源分配网络中的来回转换，会在电源板和接地板之间引 起差模电流的不平衡。随着共模、差模电流的失调，在EMI测试中，会发现共模电流在电缆组装连接处或 PCB元件中产生辐射。
　　元器件供应商可以采用不同的技术把去耦电容嵌入到集成芯片当中。一种方法是把硅晶片放到集成芯片 之前先嵌入去耦电容。
　　双层金属膜中间再加一层介质层，就形成了一个质量可靠的平板电容器。由于外加电压很低，所以介质 层可以做得很薄。对于一个很小的区域，它产生的电容完全可以满足需要，并且有效的引线长度趋于零。 另外，平行板结构获得的谐振频率非常高。这种技术的优势突出在成本很低，在不需要分立去耦电容的情 况下可以提高性能。
　　另外一种方法是在集成芯片中来用强压技术形成去耦。高密度元件常常直接把表面安装（SMT）电容加 入到集成芯片之中。分立电容常在这个时候用于多芯片模块中。根据硅盘入侵冲激情况，以设各 所需的充电电流为基础来选择合适的电容。此外，在元件产生自激时能对差模电流产生抑制作用。虽然内嵌有电容，在模块外部同样需要加上分立电容。
　　正如前面所述，元件在开关周期内，去耦电容提供了瞬时的充、放电。去耦电容必须向器件提供足够快 的充、放电过程以满足开关操作的需要。电容的自激频率取决于很多因素，不仅包括电容大小，还包括ESL、ESR等。
　　对于高速同步设计而言，CMOS功率损耗表现为效应。例如，—个在3.8V、200MHz频率下的设备损耗4800 mW的功率时，就会大约有4000 pF的容性损耗。这可以在每个时钟触发下观测得到。
　　CMOS逻辑门通过自身的输入电容，对设备的耦合和输入晶体的串联电容来提供分有电容。这些内部电容并不等于运行所需的电容值。硅盘不允许使用另外的硅材料制作大眭容底板，这是因为制造工艺决定了亚微米设计会消耗布线空间，同时需要支持氧化物层献装配。
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