SAK-TC234L-32F200NAC英飞凌

过去的微处理器主频大多比较低，不断提高主频、降低线宽、采用超流水、多发射等技术是提高处理器性能的主要设计方法，处理器主频高低几乎成为微处理器性能强弱的代名词。随着主频持续增长在物理设计上出现了一些困难。特别是处理器性能增长速度远低于处理器主频的增长速度。以Intel公司微处理器发展历史为例，从I486发展到Pentium 4，处理器主频增长了15倍，但性能才提高5倍。另外传统的提方法易导致芯片面积增大、功耗过大、晶体管数量过多等一系列问题。随着处理器设计技术和生产工艺的发展，处理器突破性的性能提升还依赖处理器的结构更新。

2001年以后微处理器微系统结构设计中出现了一些令人瞩目的新变化。如主频的增长不再符合摩尔定律，主频高低不再是关键的处理器性能评价指标，线程级并行变得更普遍，64位计算正在向低端用户普及、支持无线上网且低功耗的处理器成为笔记本电脑的主流。新技术的原理是什么?如何实现?是什么原因导致要采用新技术而不是传统的微系统结构技术?以上问题应从技术和应用需求等多个角度进行考察，主频增长困难的前提下，确保微处理器性能继续提高的新技术进行考察，对新技术的原理、效果、必要性以及应用需求进行介绍和分析。

在以往，这种多操作系统技术于超级计算机领域，但Intel决定让PC也拥有同样的功能，并发展出一套名为“Van-derpool”的技术。要在同一个硬件平台上同时生成两套操作环境并不容易，Vanderpool如何解决二者可能存在的冲突问题?Intel引入了一项名为“VMM (virtual machine monitor，虚拟机监控器)”的技术解决了问题。，Vanderpool在硬件平台上分别构建了隔绝的逻辑区，每个逻辑区都包含完整的运作状态，它们包括处理器的运算资源和内存资源;其次，VMM可对处理器、内存和其他硬件资源进行统一的管理和分配，确保每个操作环境都可以获得相应的计算资源，由此多个操作环境同步运作。这样在用户看来，他所面对的就是两套同步运行，且完全立的操作环境。而常规的计算机系统只有三层逻辑结构，自上而下分别是应用软件、操作系统和底层硬件，未有起衔接作用的”虚拟机”层。

功耗过高可以说是目前X86处理器所遇到的大问题。Pre Scott核心的Pentium 4处理器功耗突破100瓦大关，而Pentium 4 600系列更将达到130瓦的惊人水平，这不仅仅意味着大量的能源消耗，系统稳定性也成问题。
然而，CPU所消耗的这些能源绝大多数都没有得到利用，其有效利用率竟然只有0.1%的低水平。在去年2月份召开的“国际固态电路年会”上，与会对此问题提出许多积极的意见。
其中，东京大学的Takayasau Sakurai在会上发表一项电压和频率缩放技术，该技术可根据软件的负载情况来直接调整晶体管的阂值电压，如果系统执行的是需要大量计算的任务，处理器便会以快的时钟频率和高的电压运行。如果该技术能被未来的微处理器所采纳，能源浪费现象将可得到很大程度的缓解。

自从人类1947年发明晶体管以来，50多年间半导体技术经历了硅晶体管、集成电路、超大规模集成电路、甚大规模集成电路等几代，发展速度之快是其他产业所没有的。半导体技术对整个社会产生了广泛的影响，因此被称为“产业的种子”。中央处理器是指计算机内部对数据进行处理并对处理过程进行控制的部件，伴随着大规模集成电路技术的迅速发展，芯片集成密度越来越高，CPU可以集成在一个半导体芯片上，这种具有中央处理器功能的大规模集成电路器件，被统称为“微处理器”。需要注意的是：微处理器本身并不等于微型计算机，仅仅是微型计算机的中央处理器。

微处理器已经无处不在，无论是录像机、智能洗衣机、移动电话等家电产品，还是汽车引擎控制，以及数控机床、导弹制导等都要嵌入各类不同的微处理器。微处理器不仅是微型计算机的核心部件，也是各种数字化智能设备的关键部件。国际上的速巨型计算机、大型计算机等计算系统也都采用大量的通用微处理器建造。 [1]

CPU是Central Processing Unit（中央微处理器）的缩写，它是计算机中重要的一个部分，由运算器和控制器组成。如果把计算机比作人，那么CPU就是人的大脑。CPU的发展非常迅速，个人电脑从8088(XT)发展到Pentium 4时代，只经过了二十一年的时间。

低性能单片机阶段。 以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表, 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）, 也没有串行I/O, RAM、 ROM容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。

到目前为止，中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了二十余年的历程，随着嵌入式系统逐渐深入社会生活各个方面，单片机课程的教学也有从传统的8位处理器平台向32位RISC处理器平台转变的趋势，但8位机依然难以被取代。国民经济建设、军事及家用电器等各个领域，尤其是手机、汽车自动导航设备、PDA、智能玩具、智能家电、医疗设备等行业都是国内急需单片机人才的行业。行业目前有超过10余万名从事单片机开发应用的工程师，但面对嵌入式系统工业化的潮流和我国大力推动建设“嵌入式软件工厂”的机遇，我国的嵌入式产品要融入国际市场，形成产业，则必将急需大批单片机应用型人才，这为高职类学生从事这类高技术行业提供了机会。