您现在的位置是:首页 > 功率器件 > 技术解析

运用32位高集成度混合信号微控制单元简化系统设计

时间:2018-04-16 来源: 关键字:微控制器   电阻   

ARM Cortex内核改变了MCU产品的传统形态,毕竟通用的标准有助于减少整体系统成本、降低设计复杂度并缩短开发时间。开发人员在为特定设计选择MCU时需考虑诸多因素,如存储大小、输入输出引脚数量、通信接口等。然而,在多种基于ARM标准内核的MCU产品都满足基本需求的情况下,SILICon Labs认为开发人员可从下列因素中进一步缩小选择范围,例如:混合信号集成度、可配置性、功耗和开发难度等。Silicon Labs期望通过Precision32系列产品,重塑32位MCU产品领域的多功能、一体化、高能效和易用特性。

本文引用地址: http://power.21ic.com//poc/technical/201804/61006.html

集成多种外设降低系统成本

Precision32结合了Cortex-M3 CPU和多种模拟组件,主要包括:两个12位ADC、两个10位DAC、一个振荡器、一个16通道触摸传感器,以及Flash闪存、定时器、计数器和串行接口等(图1),适用于包括便携式医疗装置、销售终端外设、电机控制、工业监控、条码扫描仪、光学触摸屏接口、传感控制器和家庭自动化系统等应用在内的各种领域。

 

 

图1,Precision32 MCU框图。

据介绍,该系列产品外设集成度较高,集成了先进锁相环(PLL)的精密振荡器,而无需昂贵的8MHz晶体,可为无外部晶体的USB操作提供所需的高精度时钟,同时内核可以独立工作在1MHz~80MHz任何频率;内部5V电压调节器使MCU可直接从USB或5V电源供电,无需外部稳压器;六个高驱动I/O(每个高达300mA),可直接驱动高功率LED、小马达、蜂鸣器和功率MOSFET,并可以作为升压转换控制器;电容触摸通道多达16个,减少按键、滑动条或滚轮应用中额外需要的触摸传感器IC;Precision32系列产品提供完整的USB2.0 PHY和模拟前端,可直接连接到USB控制器接口,而其他大多数MCU需要外部USB上拉电阻和终端电路。通过集成以上片上外设,大大减少了外围元器件数量和系统成本(图2),可节省BOM成本达1.34美元。

 

 

图2,典型的基于MCU设计中,高集成度Precision32芯片能替代多个外围元器件。

延续 8位MCU优势

据Silicon Labs公司单片机产品线总经理MikeSalas 介绍, 该公司在开发8位MCU产品方面已有十多年经验,因此在研发Precision32时,延续了前代产品的诸多优势: 首先是低功耗设计方面,通过Silicon Labs专利的低功耗设计技术降低了每个MCU区块功耗,与其它同类32位方案相比,工作电流减少达33%(在80MHz时22mA或275μA/MHz),休眠电流降低100倍(0.35μA,启动RTC并且4KB RAM内容保留)。此外,多种电源模式和时钟选项也能够在特定性能水平下,优化设计并达到最低功耗。

其次, 在架构的选择方面,继续优化其8位MCU的Crossbar架构(图3),并通过与拖拽式的GUI结合,可使开发人员更加容易地选择所需模拟和数字外设,并为外设分配引脚。而同类MCU通常需预定义外设位置和引脚,导致潜在引脚冲突,迫使他们不得不改变设计或是使用更大、更昂贵的封装。

 

 

图3,专利Crossbar架构可确保最大灵活性。

此外,在无外部晶体以及ADC的设计方面,都继续发挥了已有优势。Mike Salas认为,竞争对手在MCU开发过程中可能更注重闪存和RAM等等,而Silicon Labs的独特之处在混合信号的处理和集成方面,Precision32系列产品的模拟外设具有全温度和电压(低至1.8V)范围内的额定特性。

MCU产品策略解读

在众多MCU厂商纷纷推出基于ARM Cortex-M4的产品时,SiliconLabs为何仍对Cortex-M3情有独钟?跳过16位MCU,直接推出32位产品,又是出于怎样的考虑?

Mike Salas表示,经过深入的市场调查,Silicon Labs认为Cortex-M3的市场并未饱和,仍有大量的发展空间,从这一内核起步会是一个不错的选择。而之所以跳过16位的产品,主要是因为Silicon Labs在8位MCU时代已推出一些能够与16位MCU相媲美的高性能产品,因此不再着重开发16位产品,而是在32位MCU领域抢占更多市场机会,通过8位与32位共同发展的策略来布局MCU市场。Mike Salas说:“混合信号的整合和处理一直是Silicon Labs创新的重中之重,包括在混合信号处理方面的遥感器、无线的控制器等等。我们会在多方面实现创新,不光是在内核处理方面,还有低功耗、高功效的外设集成。

换一批

延伸阅读

[资讯] 杨德仁院士:铸锭单晶兼具多、单晶双重优点 或将大规模应用

杨德仁院士:铸锭单晶兼具多、单晶双重优点 或将大规模应用

铸锭单晶是太阳能硅材料重要的发展方向,希望铸锭单晶技术在今后1-2年重新开始大规模应用,”在近日举办的相关活动上,中国科学院院士、硅材料国家重点实验室主任杨德仁在报告中详细阐述了铸锭单晶的前世今生。会上,来自协鑫的长晶技术总监胡动力博士也在......

关键字:单晶 太阳能 电阻率

[资讯] 能量收集技术很快就会来到您身边的应用中

能量收集技术很快就会来到您身边的应用中

从现成可用的来源采集能量提供了这样一种可能,即不需要电线或电池就能无限期地为应用供电,至少也可以延长电池供电型系统的工作时间。不过,要想成功地实现一款能量收集解......

关键字:能量收集技术 传感器 微控制器

[真心话] 三大运营商取消流量漫游费,本地流量将被国内流量替代

三大运营商取消流量漫游费,本地流量将被国内流量替代

7月1日,中国移动、中国联通和中国电信正式全面取消流量漫游费,原有套餐中的省内通用流量直接升级为国内流量,但并不包含港澳台地区。目前原来的本地流量已经转化为国内流量。对于本地流量转化为国内流量后价格是否......

关键字:电信 网络流量

[疯狂史] 忆当年硬件开发梦:就俩字,TM青涩!

忆当年硬件开发梦:就俩字,TM青涩!

此文仅献给那些刚刚踏上硬件之路和还在徘徊的同学们,在此我简要的记录了我的学习经历和其间自己所获的一些心得,以帮助初学者少走弯路。......

关键字:硬件开发 硬件学习

[真心话] 资深硬件研发工程师:抄袭可耻!但产品抄袭可用,资料抄袭可笑

资深硬件研发工程师:抄袭可耻!但产品抄袭可用,资料抄袭可笑

硬件研发一般是指电子产品硬件研发,是一种看得见实物的电子产品研发,比如我们所说的手机、鼠标、键盘、音响都是硬件,硬件开发也就是在这些方面进行的一系列研究。本文分享一位资深工程师对硬件研发的一些看法,希望能对大家有所帮助。......

关键字:硬件研发 抄袭 生产体系

[真心话] 充电时到底该先插手机还是先插电源?作为电工你应该知道...

充电时到底该先插手机还是先插电源?作为电工你应该知道...

手机不离身似乎已经成为当代人的日常状态,如此频繁地使用手机,会十分消耗手机的电量,不经意间,一天充电数次,而且一旦充电方式不正确的话不仅会损伤手机电池,甚至还存在安全隐患。关于手机充电,很多人都忽视了......

关键字:充电 手机 电源

[真心话] 工程师中大热的的“技术型复合人才”究竟是什么?

工程师中大热的的“技术型复合人才”究竟是什么?

经过半年的工作和学习,突然想到以前在哪里听说,技术型复合人才比较抢手。单从技术角度看,我认为在任何科技领域,除了能够出色完成自己手中的工作外,还能帮助两个、多个研发人员甚至整个团队解决从理论、方案到工程实现中所面临各种难题,这样的人才应该能......

关键字:工程师
发表评论 共有条评论
用户名: 验证码:

变频器内部主电路有什么神奇?

变频器内部主电路有什么神奇?

采用“交-直-交”结构的低压变频器,其内部主电路由整流和逆变两大部分组成.……

精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

今天要为大家介绍的是平均电流法,这种方法能够精确稳定的帮助工程师实现电源模块的并……

九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

从工作原理而言,电子镇流器是一个电源变换电路,它将交流输入市电电源的波形、频率和……

项目外包