塑料處理器應(yīng)用

被輸氣管包裹著的有機(jī)氣體傳感器使用軟性微處理器清除嘈雜信號(hào)，來(lái)對(duì)任何泄露情況進(jìn)行報(bào)告。塑料電子產(chǎn)品使得一次性交互顯示器可以被包裝起來(lái)，例如食品。

制造塑料晶體管處理器是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)楹陀行蚬杈w制作的晶體管不同，所有塑料晶體管的表現(xiàn)可能不是相同的。每個(gè)晶體管的表現(xiàn)有輕微差別是因?yàn)樗鼈兪怯煞墙Y(jié)晶的并五苯分子所組成。

研究小組成功了，但這并不意味著塑料處理器可以在消費(fèi)計(jì)算機(jī)上替換硅處理器。有機(jī)材料在根本上限制了運(yùn)行速度。研發(fā)人員希望塑料處理器出現(xiàn)在硅處理器因?yàn)閮r(jià)格和物理上的非柔性而產(chǎn)生瓶頸的地方。低廉的有機(jī)材料與傳統(tǒng)硅相比，可以使塑料方法的價(jià)格降低十倍。

制造這種處理器，首先要準(zhǔn)備25微米厚的軟性塑料片，然后在上面鋪上一層金電極，接著是一個(gè)絕緣塑料層和組成處理器4000個(gè)晶體管的塑料半導(dǎo)體。通過(guò)旋轉(zhuǎn)塑料薄片把一滴有機(jī)液體鋪成薄而均勻的一層來(lái)制作晶體管。緩慢加熱塑料薄片，液體變成在有機(jī)半導(dǎo)體中廣泛使用的并五苯固體（pentacene）。然后使用光刻法蝕刻并五苯層來(lái)使晶體管最終成型。

將來(lái)通過(guò)印刷如油墨一樣的有機(jī)部件，可以使制作這種處理器的成本更低廉。

該處理器只能運(yùn)行16條指令的簡(jiǎn)單程序。命令是被硬編碼進(jìn)用塑料電路蝕刻的附屬薄片上，這樣就可以與處理器連接起來(lái)“加載”程序。這樣處理器可以計(jì)算進(jìn)來(lái)的信號(hào)的運(yùn)行平均值，這是一個(gè)接收傳感器信號(hào)并進(jìn)行處理的芯片要做的事情。芯片以6赫茲的速度運(yùn)行（這比桌面機(jī)器運(yùn)行速度慢100萬(wàn)倍），與計(jì)算機(jī)處理器128位的處理能力相比，這個(gè)芯片最多只能處理8位的信息。

歐洲的研究人員使用4000個(gè)塑料或有機(jī)晶體管來(lái)制造塑料微處理器，這種處理器大概為2平方厘米大小，置于軟性塑料薄片上。與使用硅相比，這種材料可以降低成本，并提高柔韌性。

在有機(jī)處理器被展示的大會(huì)上，研究人員展示了首個(gè)印刷有機(jī)DRAM存儲(chǔ)器（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），大多數(shù)電腦都是用這種存儲(chǔ)器和處理器一起工作用于短期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。通過(guò)噴霧器的噴嘴噴出有機(jī)“油墨”層來(lái)制作24平方微米大小的存儲(chǔ)器陣列，可以存儲(chǔ)64位的信息。

之前的印刷存儲(chǔ)器是非揮發(fā)的，也就是說(shuō)，即使斷電，它也會(huì)保存數(shù)據(jù)，這不適合包括了頻繁讀寫(xiě)和改寫(xiě)操作的短期存儲(chǔ)。明尼蘇達(dá)的研究小組能夠印刷DRAM是因?yàn)樗麄冊(cè)O(shè)計(jì)了一種印刷有機(jī)晶體管，使用離子凝膠絕緣物質(zhì)隔離電極。

內(nèi)部的離子較之傳統(tǒng)的非離子絕緣體可以使凝膠層存儲(chǔ)更多的電荷。這強(qiáng)調(diào)了限制有機(jī)存儲(chǔ)器發(fā)展的兩個(gè)問(wèn)題。凝膠的電荷存儲(chǔ)能力降低了操作晶體管和由其構(gòu)成的存儲(chǔ)器所需的功率；也使得存儲(chǔ)器中用來(lái)表示1和0的電荷等級(jí)變得明顯，并可以在不需要存儲(chǔ)器刷新的情況下持續(xù)一分鐘之久。

有機(jī)印刷DRAM可用于由印刷有機(jī)LED構(gòu)成的顯示器中圖像幀的短期存儲(chǔ)。這使得更多的設(shè)備可以用印刷方法來(lái)制造，拋棄一些硅組件，并降低成本。

把有機(jī)微處理器和存儲(chǔ)器結(jié)合起來(lái)的方法可以降低成本，盡管張偉說(shuō)這兩者還不能連接。但是在將來(lái)，這是可行的。

首個(gè)塑料半導(dǎo)體計(jì)算機(jī)處理器和存儲(chǔ)器芯片的誕生表明，有一天，計(jì)算機(jī)的影響將無(wú)處不在。

根據(jù)微處理器的應(yīng)用領(lǐng)域，微處理器大致可以分為三類(lèi)：通用高性能微處理器、嵌入式微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器。一般而言，通用處理器追求高性能，它們用于運(yùn)行通用軟件，配備完備、復(fù)雜的操作系統(tǒng)；嵌入式微處理器強(qiáng)調(diào)處理特定應(yīng)用問(wèn)題的高性能，主要用于運(yùn)行面向特定領(lǐng)域的專(zhuān)用程序，配備輕量級(jí)操作系統(tǒng)，主要用于蜂窩電話(huà)、CD播放機(jī)等消費(fèi)類(lèi)家電；微控制器價(jià)位相對(duì)較低，在微處理器市場(chǎng)上需求量最大，主要用于汽車(chē)、空調(diào)、自動(dòng)機(jī)械等領(lǐng)域的自控設(shè)備。

CPU是Central Processing Unit（中央微處理器）的縮寫(xiě)，它是計(jì)算機(jī)中最重要的一個(gè)部分，由運(yùn)算器和控制器組成。如果把計(jì)算機(jī)比作人，那么CPU就是人的大腦。CPU的發(fā)展非常迅速，個(gè)人電腦從8088(XT)發(fā)展到Pentium 4時(shí)代，只經(jīng)過(guò)了二十一年的時(shí)間。

1975年，IBM公司生產(chǎn)了幾款基于RISC 設(shè)計(jì)的處理器。其中801就是RISC之父John Cocke的杰作。最終15年后設(shè)計(jì)出Power 架構(gòu)系列產(chǎn)品,若干年后更出出現(xiàn)一個(gè)影響深遠(yuǎn)的RISC結(jié)構(gòu)的芯片系列ARM

這是八十年代后，RISC架構(gòu)被工業(yè)界認(rèn)可后發(fā)展起的一種，HP的HPPA-RISC

1975年，摩托羅拉推出 6800 ，該款處理器擁有78條指令集。摩托羅拉很多款單片裝處理器和微處理器的設(shè)計(jì)思想都來(lái)源于6800 ，即使曾經(jīng)很流行功能強(qiáng)大的6809 也是繼承了6800 血統(tǒng)。1985年，摩托羅拉推出MC68010和已經(jīng)命名為88000的32位RISC處理器系列。但1990年由于要全力研制PowerPC而被迫停產(chǎn)。

Z-80是由從Intel離走的Frederico Faggin設(shè)計(jì)的8位微處理器，被認(rèn)為是8080的增強(qiáng)版，------是也是當(dāng)年很牛的一款單片機(jī)，比后來(lái)風(fēng)光無(wú)限的51系列更早進(jìn)入中國(guó)，八十年代初學(xué)校都是以Z80為基礎(chǔ)教學(xué)，那種需要用電視作顯示器的單板電腦就是用的這種芯片。

不過(guò)最先推出的單芯片16位處理器當(dāng)數(shù)TI TMS 9900。雖然出道后勢(shì)頭強(qiáng)勁，但TI為了發(fā)展DSP業(yè)務(wù)，不得不在1982年縮小9900的產(chǎn)量

半導(dǎo)體行業(yè)另一巨頭，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司，就是后來(lái)收購(gòu)了設(shè)計(jì)X86系列處理器的Cyrix公司的，這是1983年由國(guó)家半導(dǎo)體（National Semiconductor）推出NS32032，也是一款RISC處理器，但是可惜的是RISC架構(gòu)的處理器在個(gè)人電腦應(yīng)用中只有POWERPC芯片的市場(chǎng)還算比較成功，其它的都可以說(shuō)很失敗，不過(guò)在另一領(lǐng)域：嵌入式應(yīng)用中，RISC架構(gòu)的處理器確是風(fēng)光無(wú)限。

1981年，由斯坦福大學(xué)和部分研究者研制出MIPS。處理器利用了深度流水線(xiàn)技術(shù)。它通過(guò)簡(jiǎn)化指令的操作周期，解決了流水線(xiàn)的瓶頸－聯(lián)鎖問(wèn)題，促成RISC思想的重要轉(zhuǎn)變。

1982年，由美國(guó)伯克利大學(xué)研制的RISC-I，只有32條指令，并且具有流水線(xiàn)操作和使用寄存器窗口，性能比同時(shí)代單芯片設(shè)計(jì)都優(yōu)越

ARM是一家芯片設(shè)計(jì)公司，自己不生產(chǎn)芯片，而是通過(guò)授權(quán)生產(chǎn)來(lái)發(fā)展ARM系列處理器 。ARM公司在1990年11月英國(guó)劍橋的一個(gè)谷倉(cāng)里成立，最初只有12人，經(jīng)過(guò)11年多的發(fā)展，今日的ARM公司已經(jīng)擁有700多名員工，其中60%以上都從事研發(fā)工作，ARM公司是一家既不生產(chǎn)芯片（fabless）也不銷(xiāo)售芯片（chipless）的公司，它通過(guò)出售芯片技術(shù)授權(quán)，建立起新型的微處理器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售商業(yè)模式。更重要的是，這種商業(yè)模式取得極大的成功，采用ARM技術(shù)IP核的微處理器遍及各類(lèi)電子產(chǎn)品：汽車(chē)、消費(fèi)電子、成像、工業(yè)控制、海量存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安保和無(wú)線(xiàn)等市場(chǎng)，ARM技術(shù)幾乎無(wú)處不在。ARM將其技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠(chǎng)商，每個(gè)廠(chǎng)商得到的都是一套獨(dú)一無(wú)二的ARM相關(guān)技術(shù)及服務(wù)。利用這種合伙關(guān)系，ARM很快成為許多全球性RISC標(biāo)準(zhǔn)的締造者。總共有30家半導(dǎo)體公司與ARM簽訂了硬件技術(shù)使用許可協(xié)議，其中包括Intel、IBM、LG半導(dǎo)體、NEC、SONY、菲利浦和國(guó)民半導(dǎo)體這樣的大公司。至于軟件系統(tǒng)的合伙人，則包括微軟、升陽(yáng)和MRI等一系列知名公司。