颠覆日本晶体王国的MEMS振荡器

MEMS振荡器是什么？跟我们常说的石英晶振比有什么特别的呢？

“这世界从不缺乏美，缺少的只是发现的眼睛。”硅谷初创公司Sitime几位创始人的经历告诉我们：这世界也从不缺少创新的机会，缺少的只是勇于创新的思想。几位原本在BOSCH公司从事MEMS技术研究的科学家，发现了将MEMS技术引入时钟领域的机会，发明了基于MEMS技术的全硅可编程振荡器，从此在频率市场诞生了一个完全不同以往的产品，这将发起对现有石英振荡器的颠覆性冲击。

那么什么是MEMS振荡器呢？它是指通过微机电系统制作出的一种可编程的硅振荡器，属于我们通常所说的有源晶振。它是对传统石英晶振产品的一个升级更新换代，防震效果是前者的25倍，具有不受振动影响、不易碎的特点。MEMS振荡器的温度稳定性也比传统晶振更好，不受环境温度高低变化的影响。

只有采用完全不同以往的思想、技术、工艺才能带来颠覆性的技术革命，这是修修补补的改造所不能实现的效果。由于MEMS振荡器的实现原理完全不同于以往的石英晶振，因此它可以克服现有石英晶振的很多先天劣势。具体总结如下：

由采用全硅MEMS技术所带来的优势，下面从体积到性能到成本给大家说说。

1、体积优势

目前SiTime的MEMS振荡器已经可以实现2520的封装体积，而如此之小的体积，石英晶体很难做到，并且据SiTime公司的产品市场总监Jeff介绍：“下一步还要实现2016封装的MEMS振荡器。”

石英晶振的振荡频率受石英晶体的体积所限，而要切割微小体积的石英晶体非常困难，且石英晶体的体积越小其制造良率就越低、制成后的抗冲击能力就越差。MEMS振荡器可以非常容易的实现小型化。

除了越来越小的电子设备需要更小体积振荡器的配合，有些最新的电子设备的体积甚至已经小到了传统石英晶振难以满足要求的地步。比如下一代高容量SIM卡（HC-SIM）由于要具备USB接口，因此需要外加时钟，而HCSIM卡的厚度非常有限，厚度只有0.7毫米，传统的石英晶振厚度很难做到1毫米以内，这时厚度只有0.25毫米的SiT8003XT将成为最佳解决方案。

2、稳定度优势：传统晶振在使用20M-33MHrs后会发生性能稳定性下降的问题，而MEMS振荡器出现该问题的时间是500MHrs，稳定度提高十倍以上。

另外由于采用了SiTime公司拥有专利的稳固封装，MEMS振荡器的仿真系数达到-50，000G，而传统的石英晶振只能达到-2，000G。因此相比较易破碎的石英晶振，MEMS晶振要坚固得多。

3、质量的一致性优势：MEMS振荡器采用全硅工艺，完全按照半导体IC的制作工艺生产，可以采用成熟、稳定的半导体工艺，因此它的质量稳定性更高。不同频率的石英晶振则要采用不同的切割生产线，最后对产品的质量稳定性带来影响。

4、成本优势：MEMS采用全硅工艺，可以在世界上任何一家晶圆厂代工，巨大的产品数量不会对产品成本带来影响。而如果是石英晶振，厂家如果要满足超出目前产能的产品数量需求就需要添置设备建设更多的生产线，人力成本和设备成本的增加都会直接影响产品的成本，而新设备、新工人的使用甚至会对产品质量的稳定性带来影响。

5、效能优势

MEMS振荡器可以实现10个PPM的精度，这是石英晶振难以达到的，现有石英晶振的最高精度为25-30PPM。更高的精度为设计师设计产品提供了冗余。

MEMS晶振可以做到更低的功耗和更快的启动时间。功耗可低至3.5毫安，启动速度快至3毫秒。这可以对满足现有便携产品的低功耗要求带来帮助

MON-51单片机仿真器使用手册

MON-51单片机仿真器使用手册 MON-51是一个支持KEIL C51设计软件的软件断点仿真器。 一、主要功能和特性： 1.可以仿真63K程序空间,接近64K的16位地址空间. 2.可以仿真64Kxdata空间,全部64K的16位地址空间. 3.可以真实仿真全部32条IO脚. 4.完全兼容keilC51 UV2调试环境,可以通过UV2环境进行单步,断点,全速等操作. 5.可以使用C51语言或者ASM汇编语言进行调试 6.可以非常方便地进行所有变量观察,包括鼠标取值观察,即鼠标放在某变量上就会立即显示出它此的值. 7.可选择使用用户晶振，支持0－40MHZ晶振频率。 8.片上带有768字节的xdata,您可以在仿真时选择使用他们,进行xdata的仿真. 9.可以仿真双DPTR指针. 10.可以仿真去除ALE信号输出. 11.自适应300-38400bps的所有波特率通讯. 12.体积非常细小,非常方便插入到用户板中.插入时紧贴用户板,没有连接电缆,这样可以有效地 减少运行中的干扰,避免仿真时出现莫名其妙的故障. 13.仿真插针采用优质镀金插针,可以有效地防止日久生锈,附赠优质园脚IC插座，保护仿真插针，同时不会损坏目标板上的插座. 14.仿真时监控和用户代码分离,不可能产生不能仿真的软故障. 15.RS-232接口不计成本采用MAX202集成电路,串行通讯稳定可靠,绝非一般三极管的简易电路可比。 二、功能限制： 仿真器占用单片机串口及定时器2，与Keil C(PC)通讯，故不支持串口及定时器2的仿真功能。 全速运行时单片机串口及定时器2可供用户使用。 三、仿真器使用方法： 1． 将仿真器插入需仿真的用户板的CPU插座中，仿真器由用户板供电； 2． 将仿真器的串行电缆和PC机接好，打开用户板电源； 3． 通过Keil C 的IDE开发仿真环境UV2 下载用户程序进行仿真、调试。 4． 仿真器硬件说明： ａ．使用用户板的晶振 仿真器晶振旁有两组跳线用来切换内部晶振和用户板晶振，当两个短路块位于仿真器晶振一侧时，默认使用仿真板上的晶振（11.0592MHz）, 当两个短路块位于电容一侧时，使用用户板的晶振。 ｂ．为便于调试带看门狗的用户板，仿真器的复位端未与用户板复位端相连；故仿真器的复位按 钮只复位仿真器，不复位用户板；若要复位用户板，请使用用户板复位按钮。 四、Keil C51 IDE开发仿真环境的设置方法 1. 先打开一个工程文件。如果你没有工程文件就要先建立一个。这里拿 keil c51提供的 hello.prj为例子说明： 用鼠标点击菜单的project，选择open project。如图： 2. 选择keil\c51\examples\hello\hello,点击打开，如图： 3．选择菜单的Project->Option for Target 'Simulator',如图： 3.1选择C51栏的设置如图: 删掉define:里的MONITOR51这几个字母,如果define栏是空的，可以跳过这一步: 删掉MONTOR51之后的设置如下图,不要点击确定,因为还要进行其他设置: 附注:3.1的步骤是调试keil提供的这个Hello工程才需要做的,对你自己建立的工程不需要这个设 置,你自己的工程可以跳过这步,直接进行下一个设置.在这里用红色来写这个说明,是需要引起用 户注意。 4．选择debug栏的设置项目： Use: Keil Monitor-51 Driver ：选择这一项 Load Application at Start:选择这项之后，keil才会自动装载你的程序代码。Go till main:调试C语言程序时可以选择这一项，PC会自动运行到main程序处 点击上图的Settings,打开新的窗口： Port:设置你的串口号，为仿真器的串口电缆线所连接的串口。 Baudrate:设置为38400，仿真器固定使用38400bps跟keil C通讯。 Serial Interrupt: Cache Options: 这两项可以选也可以不选； 最后点击ok和确定关闭你的设置。 5． 编译你的程序，选择Project -> Rebuild all target files 6． 编译完毕之后，选择Debug->Start/Stop Debug Session,就进入仿真了 7． 装载代码之后，在左下角显示如图： Connected to Monitor-51 V3.4 表示连接到仿真器，仿真器的版本号为3.4， Load "C:\\Keil\\C51\EXAMPLES\\HELLO\\HELLO" 表示代码装载成功。 ８．其他的调试方法跟软件仿真一样，有单步,断点,全速运行等各种调试方法。

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