一、配合國家經建發展需要，培養高等電機科技人才。
二、因應地域性重點科技產業規劃，協助推動產業升級。
三、理論與實務結合，專業與通識並重，培養具人文素養之博雅優秀的電機科技人才。
★教學目標 「培育優秀電機科技人才，協助推動產業升級」為本系教育目標，加強學生於電機工程相關領域之基礎訓練及研究，培養學生紮實之數理基礎、動手做之實驗能力、實務之專業知識、研究創新、思考感覺及分析能力等科技人才應有之專業素養。注重通才與人文藝術多元興趣之培養，以期養成恪遵工程倫理知所進退，良好外語能力及終身學習之高科技產業人才。
本系發展以契合產業脈動及發展需求之專業領域為主，研究重點為：
一、通訊工程領域：與資訊工程學系合作以開發資訊平台為主，發展無線通訊及多媒體通信為重點，分為「無線通訊系統技術」及「多媒體處理技術」兩大方向，結合微電子學群致力於開發射頻元件及主被動元件。
二、計算機工程領域：以計算機硬體及軟體系統並行研究發展為主，整合電機、電子、通訊、嵌入式系統與機器人應用所需之資訊技術。
三、光電工程領域：以發展光電通訊所需之「光電元件及系統」為重點，以「光電材料與構裝」、「光纖通信」與「光纖感測」及「半導體技術」為主。
四、微電子電路設計領域：發展元件分析與系統電路設計為重點，以發展積體電路設計與高頻量測驗證為主，整合「微電子元件」、「積體電路設計」、與「系統化構裝設計與測試」為主要發展方向。
★畢業出路 進修管道：本系畢業生可以於電機、電子、資工、光電、通訊、材料、奈米科技、醫工、工業工程等相關領域研究所進修。平均本系畢業生錄取國立大學研究所比例高達80%，錄取頂尖研究大學研究所比例更高達50%。
工作機會：本系學生畢業可於電子產業、通訊產業、光電產業、資訊產業、半導體產業、材料產業及相關學術或研究單位工作。
★未來展望 未來將以現有之相關研究實驗室為基礎，發展完善之通訊、計算機、微電子、光電及機電系統教學實驗室，積極發展無線通訊元件、電路設計、模組及整體系統之發展。由無線通訊更進而發展衛星通訊及網路等專業科技，並發展寬頻網際網路、IC設計、製造、封裝以及量測方面，培植優秀之半導體人才；
發展光電材料與構裝之研究，及光電系統與應用及半導體製程相關技術，進而達到資訊、通訊、電子整合的目標。
★課程規劃 大一 大二 大三 大四 碩士 碩士在職 必修 電機概論、微積分(1)(2)、計算機概論(1)(2)、普通物理學(1)(2)、普通物理學實驗(1)(2)、數位邏輯、數位邏輯實驗、工程數學(線性代數) 工程數學(微分方程)、電子學(1)(2)、電磁學(1)(2)、電路學(1)(2)、電子電路工程實驗(1)(2) 電子學(3)、電機實務專題(1) 電機實務專題(2)、書報討論 專題討論(1)(2)(3)(4)光電組：應用量子力學 數位通訊、計算機程式、半導體元件物理、積體電路技術(以上四門為必選課程) 光電 微電子 通訊 計算機 專業 選修 應用量子力學、半導體元件物理、光電元件製程技術、薄膜技術、波導元件技術、光電半導體元件、積體光電元件、光電子學、光電元件物理、光通訊系統、表面檢測技術、非線性材料元件技術 高等固態物理、半導體元件物理、材料科學導論、薄膜技術、半導體元件分析與設計、微電子構裝技術、應用量子力學、VLSI設計、類比IC設計、計算機結構、系統晶片設計導論、數位通訊系統、微波電路設計、射頻積體電路、信息理論與編解碼、微處理機實驗、應用量子力學、固態電子元件、積體電路技術、系統化封裝模組設計導論、VLSI測試、VLSI訊號處理、數位IC設計、混合訊號IC設計、系統晶片設計專題、通訊積體電路、容錯系統 電腦網路、隨機過程、數位通訊系統、高等數位訊號處理、信息理論與編解碼、類神經網路、天線理論與設計、可適性訊號處理、微波電路設計、微處理機實驗、無線通訊系統、通訊積體電路、數位影像處理、網路安全、光通訊系統、數位語音處理、網路通訊協定、高等天線原理、多媒體系統、VLSI訊號處理 演算法、計算機結構、電腦網路、人工智慧、VLSI設計、機器學習與資料挖掘、軟體工程、數值分析、嵌入式系統、平行計算、分散式系統、無線網路、隨機過程、信息理論與編解碼、類神經網路、微處理機實驗、網路通訊協定、模糊邏輯、高等資料庫、軟式計算、高等作業系統、行動計算、資料倉儲、自動機與正規語言、網路安全、數位影像處理、數位語音處理、多媒體系統、多核心平行處理 畢業學分：大學部138學分，碩士班24學分，碩士在職專班30學分。
★師資陣容 專任師資 吳志宏副教授兼系主任 國立中山大學電機系計算機組博士 人工智慧、機器學習、演化或硬體設計、GPS、資料探勘、機器人 徐忠枝教授兼教務長 台灣大學電機研究所博士 數位訊號處理、影像視訊處理、數位通訊 胡文聰教授兼研發長 美國麻省理工學院航空太空研究所博士 生醫工程、生物力學、微製程 吳國棟教授 美國密西根大學電腦資訊與控制工程博士 光纖通訊、通訊積體電路、寬頻網際網路、光纖通訊系統、大型通訊軟體、SOC 葉文冠教授兼通識教育中心主任 國立交通大學電子工程博士 半導體元件設計、嵌入記憶體元件設計、深次微米元件設計、SOI元件與技術設計、RFIC元件量測與技術設計 藍文厚教授 國立交通大學光電工程博士 光電元件、寬能隙半導體元件 施明昌副教授兼創新育成中心主任 美國哥倫比亞大學材料科學博士 半導體雷射及機體光電元件、深紫外光準分子雷射蝕刻術、XPS、Auger、PLLED、表面分析技術 梁明正副教授 美國俄亥俄州立大學電機工程博士 無線通訊、天線設計、VOIP、RFID、系統整合 蕭培墉副教授兼研究發展處企劃組組長 國立台灣大學電機工程研究所博士 系統單晶片(SOC)設計、嵌入式系統、影像處理、晶片設計 陳春僥副教授兼教務處教學服務組組長 國立成功大學電機工程博士 積體電路設計、矽智財設計、模糊理論應用及處理器設計、算術單元設計、數位信號處理演算法設計及實現 賴智錦副教授 國立中央大學資訊工程系博士 影像處理、演化式計算、資訊檢索 江德光副教授 國立成功大學電機工程博士 影像處理、演化式計算、資訊檢索、VLSI元件特性分析與模擬、MOS元件特性分析與模擬 廖述銘助理教授 美國西北大學電機工程與電腦科學博士 JAVA軟體工程、網際網路 洪進華助理教授 國立清華大學電機工程博士 數位/類比IC設計、低功率與可測試性設計、系統晶片(SOC)設計、密碼系統晶片 吳松茂助理教授 國立中山大學電機工程博士 構裝電路設計、訊號完整性分析與驗證、電路特性量測、模擬、分析及電路模型萃取 黃祥哲助理教授 國立交通大學電子工程博士 影像處理、數位通訊、資訊安全、最佳化技術 郭馨徽助理教授 美國德州農工大學電機工程博士 光電元件、積體光學原理及製程 張文騰助理教授 美國凱斯西儲大學電機工程博士 奈米材料、碳化矽微機電、高品質因素元件 龐一心助理教授 國立台灣大學電機所博士 電磁理論, 數值電磁, 射頻VCO 設計 鄧卜華助理教授 國立台灣大學電信工程研究所博士 微波電路、通訊積體電路測試 合聘師資 蘇豐文教授兼學術副校長 美國紐澤西羅格斯州立大學資訊系博士 人工智慧、智慧型代理人、機器學習理論與應用 洪宗貝教授 國立交通大學資訊工程博士 機器學習、專家系統、電腦輔助教學、神經網路、平行處理、模糊理論、遺傳演算法、資料挖掘 林文揚教授兼圖書資訊館館長 國立台灣大學資訊工程博士 科學計算、演化式計算、資料探勘、資料倉儲 李錫智教授 美國北卡羅萊納大學計算機博士 機器學習、資料通訊、電路設計 潘欣泰副教授 國立交通大學電機博士 智慧型信號處理、系統工程理論、數位信號處理晶片設計 殷堂凱副教授 美國普渡大學大學電機電腦博士 醫學診斷軟體、軟式計算 嚴力行副教授 國立交通大學資訊工程學系博士 無線網路、行動計算 吳俊興助理教授 國立台灣大學資訊工程博士 電腦網路系統、生物資訊 郭錦福助理教授 國立台灣大學資訊工程系博士 即時程序排程與資源管理、網路安全8位微控制器体系架构的设计研究 摘 要:本文分析了目前8位微控制器的更新和设计趋势，主要讨论其RISC体系架构的产品设计，并重点从体系架构的角度出发，就高性能、低功耗两方面对在设计中采用的关键技术进行了探讨研究。
关键词：
RISC；
微控制器；
低功耗；
流水线 1．引言 微控制器(Microcontroller)自上世纪70年代出现以来，在将近30年的时间里得到了迅猛的发展和广泛的应用。随着微电子技术的飞速发展，微控制器以其性能好、体积小、价格优、功能齐全等突出优点被广泛应用于家用电器、计算和外设、通讯、工业控制、自动化生产、智能化设备以及仪器仪表等领域，成为科研、教学、工业技术改造最得力的工具。从最初采用普林斯顿结构的简单微控制器到现在普遍采用哈佛总线结构的RISC微控制器，微控制器取得了飞速的发展[1]。
8位微控制器目前应用数量最大的微控制器，也是目前最多公司致力耕耘的市场；
其市场及价格竞争都极为激烈，各种多功能需求以及不同规格的产品推陈出新的速度也极为快速。随着集成电路和半导体工艺技术的快速发展，FPGA和SOC技术的不断竞争和融合，电子产品的设计逐渐向系统性能更好、功耗更小、成本更低、可靠性更高、开发更容易的方向发展。因此，迅速推出符合市场需求的高性价比、低功耗、高经济效益的8位微控制器芯片或IP Core成为了现今不少公司竞争相逐的热点。
2．目前8位微控制器的更新和设计趋势 对于不同的微控制器（MCU）产品应用,不仅需要考虑不同厂家MCU的性价比,而且还需要考虑不同指令系统下MCU应用特点。针对不断涌现出来的新的智能化电子产品,们一直在开发适合于不同嵌入式系统应用的MCU新产品[2]。不同厂家的MCU产品其指令集各不相同,特别是指令集系统架构的不同,如市场上广泛应用的MCS51系列和PIC系列微控制器则分别采用CISC指令系统和RISC指令系统。
微控制器按照指令系统可以分为CISC、RISC、类RISC（RISC-LIKE）等几种。传统的MCS51控制器属于CISC型，其代码密度高，但大多数指令需要多个时钟周期完成。RISC型一般指令密度较低，但指令效率很高。类RISC型则兼有CISC和RISC的优点。RISC和类RISC之所以有如此高的指令效率，得益于小指令集带来的硬布线结构和流水线结构。简单的指令集可以用硬布线进行指令译码，而不需要用微码控制的方式，提高了译码的效率。流水线结构将指令分成几步完成，在流水线填满工作时，每条指令的平均执行时间（CPI）在1个时钟周期左右[3]。一般来说，RISC比同等的CISC要快50%--70%，同时更容易设计和纠错。
因此，目前对8位微控制器的产品开发和研究设计主要是以兼容市场上已被客户广泛采用的产品为前提，不断提高性能并降低功耗以适应市场竞争和技术发展。对于原先为CISC指令系统的微控制器产品，在层出不穷的更新系列中已经渐渐的融合进了RISC思想；
对于采用RISC指令系统的微控制器来说，更多的做法仍然是针对高性能低功耗的
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