本刊記者 薛士然
?
16位MCU,TI要為你“正名”
本刊記者 薛士然
說起MCU,大家常常會最先問它是多少位的。隨著32位MCU的價(jià)格越來越低,8位MCU似乎越來越?jīng)]有優(yōu)勢,更有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,16位MCU就像雞肋,價(jià)格不如8位的,性能不及32位的,似乎它的出現(xiàn)就是一個大寫的“尷尬”。
16位MCU沒有市場嗎?TI MSP430中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理刁勇說:“TI的16位MCU MSP430賣得很好啊!”可見,市場才是對產(chǎn)品最好的檢驗(yàn)。因?yàn)橛惺袌鲂枨笸苿?,近期TI 的16位微控制器MSP430系列又添兩個新成員:MSP430FR5994和MSP430FR2111。
采用FRAM作為MCU的存儲器,TI公司走在了最前面,其MSP430FR系列都是以FRAM(鐵電)作為存儲器的。刁勇認(rèn)為,比起選用EEPROM、Flash作存儲器,F(xiàn)RAM是有獨(dú)特優(yōu)勢的:第一,F(xiàn)RAM的擦寫次數(shù)可以達(dá)到1015,可以近似認(rèn)為它是沒有使用壽命限制的;第二,F(xiàn)RAM的安全性好,防破解能力強(qiáng);第三,F(xiàn)RAM的讀寫速度快,比閃存快100倍以上。
新推出的這兩款產(chǎn)品加上MSP430FR系列已有的產(chǎn)品,將MCU內(nèi)集成的FRAM存儲容量選擇范圍擴(kuò)展到2~256 KB。
MSP430FR5994是MSP430FR系列的高端產(chǎn)品,集成的FRAM為256 KB。雖然其為16位MCU,但是性能并不遜于32位MCU。有一個指標(biāo)可以說明:MSP430FR5994完成FFT、有限脈沖響應(yīng)、無限脈沖響應(yīng)濾波器以及其他數(shù)學(xué)函數(shù)的速度,比ARM Cortex-M0+微控制器快出了近40倍。刁勇還舉了一個例子來說明這個指標(biāo)的實(shí)際意義,比如基于Cortex-M0+的MCU完成一個運(yùn)算需要32 ms,而MSP430FR5994完成這一工作,只需要1 ms的時(shí)間。MCU的工作時(shí)間減少了,功耗自然就降低了,這也很好地詮釋了MSP430系列的低功耗特色。
其實(shí)MSP430FR5994最大的特色是增強(qiáng)了MCU的信號處理能力,這要?dú)w功于里面新集成的低功耗加速器(LEA),等于給MCU加了一個高性能的協(xié)處理器。LEA是一款硬件加速器,從實(shí)現(xiàn)功能來看,其相當(dāng)于一個DSP,這是TI公司自己設(shè)計(jì)完成的。LEA模塊提供了一個可支持50多種數(shù)學(xué)函數(shù)的優(yōu)化DSP庫以及一個可即插即用的設(shè)計(jì)。刁勇詳細(xì)解釋了LEA能夠給客戶帶來的好處,50多種數(shù)學(xué)函數(shù)算法已經(jīng)固化在外設(shè)里,而且不同的算法可以分解為基本的FFT、FIR、IIR、加減乘除等,客戶需要哪些算法,組合調(diào)用即可。工程師在獲得MSP430FR5994 MCU LauncPad開發(fā)套件后,第一時(shí)間即可開始處理復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法。
MSP430FR5994的目標(biāo)應(yīng)用為超聲儀表計(jì)量、故障指示燈、電流環(huán)路感測器處理、玻璃破損探測、振動分析、光學(xué)心率監(jiān)測、可穿戴設(shè)備等需要低功耗、高性能的應(yīng)用。
MSP430FR2111是MSP430FR系列的低端產(chǎn)品,其價(jià)格與8位產(chǎn)品在一個水平,但是因?yàn)槠錇?6位產(chǎn)品,能夠提供更高的性能、更豐富的模擬資源。
在這個3 mm×3 mm的QFN封裝中,工程師能夠?qū)⒁粋€10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、EEPROM功能性、比較器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、增強(qiáng)型計(jì)時(shí)器、內(nèi)部振蕩器,以及一個16位的MCU集成進(jìn)去。因?yàn)椴捎昧私y(tǒng)一存儲器,其RAM容量擴(kuò)大50倍,所以工程師無需在封裝中編程,從而加快了產(chǎn)品的上市時(shí)間。MSP430FR2111與已有的MSP430G2x器件采用共同的內(nèi)核架構(gòu)、工具生態(tài)系統(tǒng)和遷移文檔,所以客戶可以從MSP430G2x輕松遷移至MSP430FR2x,并且在FRAM產(chǎn)品組合中進(jìn)行擴(kuò)展。
MSP430FR2111主要目標(biāo)應(yīng)用為:入門級的煙感器、房門傳感器、充電寶、打印機(jī)、電動工具、電動剃須刀、物聯(lián)網(wǎng)冷鏈跟蹤、RFID標(biāo)簽等需要實(shí)現(xiàn)低功耗感測的應(yīng)用領(lǐng)域。
此外,MSP430 FRAM生態(tài)系統(tǒng)中還涵蓋了成千上萬的現(xiàn)有軟件庫、使用說明書和驅(qū)動架構(gòu),能夠簡化基于整個產(chǎn)品組合的開發(fā)。
最后刁勇介紹,其實(shí)工程師在選擇MCU的時(shí)候,考慮的主要因素包括以下幾個:程序的存儲空間夠不夠;MCU的外設(shè)接口、通信接口,以及ADC是否滿足要求;處理實(shí)時(shí)性是否滿足應(yīng)用需求;產(chǎn)品的性價(jià)比是否夠高。所以MCU到底是8位、16位,還是32位,其實(shí)并不是影響工程師做選擇的首要因素,綜合指標(biāo)優(yōu)秀才是打動客戶的根本。