听本土8051单片机创始人讲述自己的故事

相信很多工程师接触单片机都是从8051开始的，由于其完善的总线专用寄存器集中管理架构、众多的逻辑位操作功能，以及丰富的控制指令系统，而被称为“经典”，也为后来其它增强型单片机的发展打下了坚实的基础。近期，本刊有幸采访到南通国芯微电子/STC深圳宏晶科技(以下简称STC)创始人姚永平，听他娓娓道来8051单片机的发展历程，以及STC的创业之路。

STC创始人姚永平
8051单片机是否会被取代？ 众所周知，8051单片机脱胎于Intel，在技术上经历了多次的演进和升级。上世纪九十年代末，STC之所以能够在两年时间内占领国内8051单片机市场，正是由于抓住了单片机市场从紫外线擦除向OTP(一次性可编程)、MTP(多次性可编程)过渡这一时机，并且准确捕捉到市场对MCU更高集成度、更强抗干扰能力的应用需求。 回顾STC的发展历程，姚永平表示：“之前的单片机都是外挂ROM，无论是紫外线擦除ROM，还是OTP ROM和MTP ROM，都存在着单颗成本高、程序更改擦除时间长、烧录程序需外部供电12V等等问题；而STC采用真正的FLASH ROM，将ISP/在线编程实用化、产业化，并低成本实现了内部EEPROM功能，使得厂商在开发上无需专用编程器和仿真器，提升了使用方便性，同时，STC升级版8051单片机的集成度更高、性能也更强壮，将MCU的抗干扰能力提升到一个新的高度。” 据介绍，目前STC在整体8051单片机市场的占有率已超80%，公司每年保持稳步增长，尤其是在舞台灯光控制、点钞机、电子衡器/称、麻 将机、水/电表等电子设备市场有着很高的市占率。“8051单片机有着雄厚的用户基础，经过多年的学习和积累，大家对它的研究也较为透彻和熟悉，越来越多的工程师开始将8051应用在当前一些热门的开发领域，例如智能家居照明控制、单轴/四轴无人飞机等电子产品的研发之中，涉及的范围日益广泛。”姚永平说。 谈到与市场上其它类型MCU的比较，姚永平认为，8051依然是目前市场上用量最大的一类单片机，而且从应用成本、功耗、使用便利性等方面，8051单片机都仍然有着明显的优势，并不会被取代而消亡。首先，8051单片机的核更小(从5000门发展到目前的7000门)，规模小，功耗也相应较低，再加上无需交纳Lisence等费用，因而成本上更具优势。同时，他还指出，从未来发展来看，FLASH大有取代OTP之势，以同等规格的芯片来计算，采用OTP技术的芯片大约是FLASH成本的一倍。而且随着晶圆价格的逐渐下滑，制造工艺越来越先进，芯片内部功能的集成度将更高，例如同一封装规格下，FLASH可将数据记录在内部的Data Flash里面当作E2PROM使用，从而大幅降低制造成本，这些都将令到8051单片机市场保持旺盛的生命力。其次，以STC升级版8051单片机为例，由于省略了外部晶振、外部复位，且内部时钟可任意调整频率(0-35M)，支持宽电压(2.5-5.5V)，简单易用，因而也大大方便了工程师的设计开发工作；此外，STC 15系列1T8051单片机的速度已比传统8051快了7倍以上，同时也比STC早期的系列单片机快了20%。 另据透露，STC将在现阶段采用的0.35um制造工艺的基础上，迅速向0.18um、90nm工艺迈进，公司计划将在2015年下半年推出32位单片机，并且针对一些特殊应用市场开发一系列更加关注低功耗表现等性能的产品线。 本文为《国际电子商情》原创，版权所有，谢绝转载 本文下一页：瞄准市场需求，专攻超强抗干扰、无法解密

{pagination} 瞄准市场需求，专攻超强抗干扰、无法解密 “STC取得成功的秘诀在于始终倾听市场的声音，了解用户的诉求，苦练内功，努力用研发创新来满足市场的要求。”姚永平总结道。其中，STV将产品主攻的方向放在了超强抗干扰、无法解密这两大方向上。 例如在麻 将机的开发过程中，姚永平发现，设备的抗干扰能力差是工程师在开发上碰到的最大难题。“一台麻 将机有11部马达，外面是海绵包着，特别是到了冬天，静电难以外放，容易导致芯片被静电击穿，整机也就坏掉。”另外，在点钞机的开发上，除了ESD静电防护之外，为了持续提升验钞能力，还需要不断地修改程序，如加入高速A/D转换功能等。 经过多年专门针对ESD静电防护和EFT快速脉冲干扰的研究，如今STC新推出的15系列芯片拥有了超强的抗干扰能力，全部型号的抗干扰能力均在4KV以上，有些型号(如201S)更高达6KV以上，(测试条件为芯片地线接大地，每个管脚接触式打四下，非接触式打四下)；同时，整机可轻松过2万伏静电测试，以及4KV快速脉冲干扰(EFT测试)。 此外，在电子衡器/称行业中，由于很多地方企业的技术实力薄弱，需要强有力的硬件平台来支持工程师的开发，一方面，STC通过提供抗干扰能力超强的芯片，来满足他们的需要，保证了内部数据的安全可靠性。另一方面，STC也针对这一行业的特殊需求，为他们开发出定制化的设计服务，“下载需口令”功能就是其中之一，该功能只需用户管理人员自己设计口令密码，没有正确口令就无法通过外部升级接口任意修改程序，从而可以保障电子设备生产厂商的利益。 而为了适应电子制造产业日益紧缩的产品开发周期，如何能够帮助厂商加快规模化产品的设计、生产时间，也是STC重要的一个研究课题。对此，姚永平介绍道，除了每颗芯片本身具有全球唯一ID身份认证的加密之外， 利用STC第九代加密技术，结合STC新开发出“程序加密后传输”和“发布项目程序”功能，即可让厂商实现快速的产品升级。在这一过程中，程序拥有者在产品出厂时将源程序和一个庞大的加密钥匙(256个字节)一起烧录在MCU中，当需要升级软件时，可将程序打包加密后，再用“发布项目程序”功能，生成一个在用户自己界面内、只有一个简易按钮的升级软件，让最终用户自己来升级，而其他人则拦截不到原始程序。 本文为《国际电子商情》原创，版权所有，谢绝转载 本文下一页：市场直销，充分保障用户利益 {pagination} 市场直销，充分保障用户利益 目前，STC的芯片全部由TSMC上海工厂负责生产制造，严格管控产品品质。与此同时，STC在北京、上海、南京、深圳、广州、东莞、南通七地已设有自己的销售网点，所有芯片统一从南通发货。在产品供应上，STC基本采取直销的方式，公开芯片价格体系，最大化地保护用户利益。 姚永平表示：“8位机最大的应用市场在中国，现在越来越多的产品开始在中国当地设计和生产，这也为本土单片机带来了巨大的发展机遇。我们希望让每一个厂商都能享受到大客户的价格优惠，使得他们可以保持良好的竞争力，为此，STC将持续增强研发、销售实力，把产品价格控制在合理的范围内，让更多的用户能用得上，同时也会把中国本土单片机的各项性能指标、性价比优势等做到极致。” STC另一项重要的工作就是其开展的“大学计划”。据了解，目前国内大学编撰的、以STC8051为研究对象的8位单片机教材就有十余套；同时，STC已联合南京航空航天大学，北京航空航天大学、北京理工大学、哈工大、南京邮电大学、东南大学等一批国家重点院校先后挂牌成立了“STC高性能单片机联合实验室”，培养大量的设计开发人员。另外，STC还连续九年携手国家教育部信息管理中心举办了“STC杯单片机系统设计大赛”，鼓励单片机的设计创新，特别是在今年，除了机器人、物联网、智能家居等竞赛单元之外，STC还专门设立了“无人战车/机、无人战车/机一体化”创意竞赛环节，挑战更高尖端领域的专业开发。另据悉，已有包括哈尔滨工业大学、北京理工大学、北京工业大学、同济大学、东华大学、西安电子科技大学、桂林电子科技大学、南京邮电大学等在内的数百所高校1100支队伍参与了今年的设计大赛。 本文为《国际电子商情》原创，版权所有，谢绝转载