MCU延续性创新可以走多远?

来源: 日期:2017-12-05 点击: 260

  对于MCU而言,一直持续在延续性创新的路上进发,硬件层面不断提高集成度,软件层面不断提升灵活性,再通过工艺的优化不断降低成本,因而,也在不断蚕食单一功能专用芯片的“地盘”。这不,一个25美分的MCU从斜刺里杀来,要革以往专用芯片的令了。

  专用芯片“终结者”?

  在嵌入式电子设备中,一般需要定时器功能、脉冲宽度调制功能、系统功能和通信功能这四大类模拟或数字功能。

  这些功能根据应用有不同的选项。德州仪器(TI )中国区MSP微控制器业务拓展经理刁勇提到,比如定时器功能有6种,常见的是带备用存储功能的外部RTC,面向需要时间记录的电子设备如视频监控、门锁等。脉冲宽度调制功能有五大类,之一是模拟输入调整不同PWM频率的输出,又或可实现双路的8位PWM DAC以及伺服电机步进电机控制等。系统功能则有十种,涵盖EEPROM仿真,或是正交编码器的计数器,可针对位置测量的应用。通信功能则包括通用异步收发器(UART)到串行外设接口(SPI)桥接器、SPI IO扩展器等。这些不同的功能大致共有25种。

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  以往实现这些相关功能需要专用芯片。刁勇举例说,比如在嵌入式系统中常用到SPI到UART的桥接芯片,一个处理器的接口是UART,另一个处理器接口是SPI,这两个处理器进行通信时就需要一个桥接芯片,一般采用专用芯片。还有市场上的计时芯片以及诸多系统需要外部的EEPROM等,大都是专用芯片。

  而TI最新推出新型MSP430超值感应MCU,则可对这些专用芯片统统说“不”。

  重在灵活可扩展

  这是如何做到的?刁勇对此表示,MSP430超值感应MCU系列优势在于:一是可编程,TI为25个常见系统级功能创建了一个代码实例库,只要运行不同的程序就可以实现25种不同功能,带来极大的灵活性和可扩展性。二是代码可重复使用,可以在整个430家族应用。三是低成本,大批量的价格可达到25美分。

  这样一来,MSP430通过软件的方式,客户不用自己再去做开发,只要下载对应的程序就可以实现四大类功能的某一功能。对用户来讲,这是非常灵活及便利的方式。

  而且,MSP430不同的产品系列,不同存储容量的铁电和ADC以及IO,可以依据不同系统应用需求来选择。同时TI推出了相对应的LaunchPad和包括在线资源管理器和开发工具等诸多资源,客户不需下载任何开发工具,就可在线实时调试。

  但需要注意的是,刁勇强调,“虽然MSP430可实现25种功能,但客户一次只能选择四大类功能的其中一个功能,每选一个功能要下载不同的代码。如果需要实现多种功能,就需要选择相对代码资源及外设功能相对比较丰富的MSP430系列,从而将不同的程序组合在一起,进而实现多种功能。”

  网关的新“主张”

  MCU另一值得关注的创新是“连接到云”。随着物联网的兴起,到今年物联网设备数量已达84亿,2020年这一数据将超过200亿,2025年将突破750亿,如何通过网关高效管理物联网设备,成为业界巨大的挑战。MCU作为网关的主力,需要做出哪些改变?

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  诸多MCU大厂如恩智浦、瑞萨、TI等做出了积极尝试来应对。正如刁勇所言,网关与边缘的传感器有一个比例关系,如果说2025年是700多个亿物联网设备,那么网关的需求量则约需十多亿个。

  如TI近日在其SimpleLink MCU平台上引入了以太网连接,可助力实现将传感器从网关连接至云端。 SimpleLink以太网MCU的优势在于一是高度集成的有线MCU,集成了以太网MAC和PHY、USB、CAN和先进的加密加速器。二是实现无缝连接的网关,可采用无线连接技术(如Sub-1 GHz、Wi-Fi和蓝牙)通过集成串行接口将有线通信与主机MCU相结合,从而使用SDK将终端节点连接到云端。三是100%的应用程序代码兼容性,SimpleLink MCU产品系列提供广泛的有线和无线MCU,开发人员可采用相同的代码基为电网、智能工厂和楼宇设计终端节点和智能网关。

  刁勇举出了两个应用场景的案例,一是智能楼宇应用,在智能楼宇里有多样化的传感器,这些传感器如采用SimpleLink MCU网关管理,一方面功能强大,可直接对这些传感器采集的数据本地化处理;另一方面,可减少网络流量,快速连接到云端,与楼宇服务平台对接。二是在智能工厂中,因实时性要求比较高,如果在PLC与传感器之间增加一个网关,则可实现的决策速度会更快,扩展性更好。

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  “这一产品有22个串行通讯接口,如果是有线连接,最多可以连接22个有线的传感器,如果是无线,则根据Wi-Fi和蓝牙等不同的协议栈来定。” 刁勇最后指出。

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