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功耗与性能能否兼得有了MSP432平台就可以

发布时间:2020-07-21 17:14:50 阅读: 来源:稀土硅酸盐保温涂料厂家

功耗与性能能否兼得?MSP432 MCU的回答是:当然可以。

本文引用地址:是德州仪器 (TI)推出的极低功耗32位ARM Cortex-M4F MCU——MSP432TM 微控制器 (MCU) 平台。MSP432中的32代表该MCU是32位。这些全新的MCU通过充分利用TI在超低功耗MCU的专业知识,实现优化性能的同时避免了功率的损耗,而其有效功耗和待机功耗也分别只有95μA/MHz和850nA。

肯定会有一些疑问,比如,实现低功耗,为什么不是其他厂商常用的Cortex-M0?什么应用促使TI研发出这样一款兼具低功耗与高性能的MCU平台?为什么取名MSP432,而不延续MSP430?等等。

疑问源于不够了解。德州仪器副总裁兼微控制器事业部总经理Ray Upton和德州仪器超低功耗MSP微控制器事业部总经理Miller Adair千里迢迢来到中国,一是因为对中国市场的重视,二是因为他们对MSP432这个平台,也有很多的内幕要对媒体说。

德州仪器副总裁兼微控制器事业部总经理Ray Upton

德州仪器超低功耗MSP微控制器事业部总经理Miller Adair

Ray Upton介绍,根据WST公告的数据,在过去五年里,TI在MCU在市场占有率持续增长,尤其在过去三年里增长非常显著。TI对中国市场特别关注,花了很大精力去拓展中国市场。

以往来看,市场上的MCU主要集中在两个主打特点:一是低功耗,比如休眠时间居多的应用;二是高性能,如对电气控制、数据驱动等要求较高的应用。TI除了提供以上两种类型的众多MCU外,TI还在无线MCU部分支持超过14个无线标准,通过多标准的无线MCU平台,在同一个平台上支持多标准,让用户更容易、更方便地设计IoT产品,应用涉及包括楼宇控制、可穿戴、传感等应用。

但是,现在的设计过程中变化是随时发生的。比如一个应用原来可能只需要一个简单的MCU搭配2个传感器,可是当新的产品出来时,工程师发现需要把传感器增加到5个,这样他们就需要更强大的MCU进行运算功能,而且不改变电池的寿命。这也是TI MSP432诞生的原因。用Miller Adair的话说,就是工程师现在可以不用在选择低功耗或者高性能的MCU之间徘徊了,有了MSP432平台,他们可以同时拥有低功耗和高性能。

为什么MSP432平台可以低功耗与高性能兼得?Miller Adair认为有以下几个原因:

第一,MSP432内核选用了ARM M4F,里面有性能很高的M4,加上浮点运算功能,M4F和竞争对手使用的M0+相比有10倍的性能提升。使用Coremark工业标准看,MSP432的Coremark部分可以达到3.41/MHz。但内核不能决定整体性能,内核的外围部分同样很重要。TI对这个产品的外围花了很多时间进行优化,MSP432产品在Flash部分可以同时读和写,也可把原来的数据删除。

第二,把MCU驱动部分放到ROM里而不是Flash中运行,这样对用户来说,在做C语言编程时可以更快地运行他们的软件。这样可以使ROM中的驱动程序执行速度比闪存中高200%。

第三,MSP432产品内置了14位DAC,实际测量下来可以达到13.2ENOB性能,同时集成了参考比较器,可以支持差分输入。

第四,为了实现低功耗,TI在MSP432产品中集成了DC/DC,和以前的LDO相比,可把整个功耗再降40%。在睡眠情况下,以前的做法还是要继续供电以确保SRAM的数据可以保留。MSP432 MCU则包含一种独特的可选RAM保持特性,此特性能够为运行所需的8个RAM段中每一个段提供专用电源,由此每个段的功耗可以减少30nA,从而降低了总体系统功率。

第五,很多传感器应用都需要用ADC收集数据,MSP432中14位的ADC采样速度比原来的MSP430 ADC速度快了5倍,当使用 14 位 ADC时,以 1MSPS 的速度运行采样传感器时能耗仅有375uA,非常省电。同时,ADC的采样速度可调,甚至在最低功耗时可以做到200μA的水平。

第六,在MCU工作时,驱动会一直在运行,因此,它会影响到MCU的功耗。MSP432把驱动直接放在ROM里,和把驱动放在Flash里比较可以降低30%功耗。这样,可以把节省下来的Flash直接给用户用与存储数据或者数据计算。尤为令工程师兴奋的是,不管是MSP430或者MSP432,还是无线应用MCU,TI的API驱动是通用、兼容的,这使得工程师可以专注于他们的高级语言编程,而无需关注底层转换工作,节省了他们的开发时间。

此外,TI自己的低功耗制造工艺也给MSP432的低功耗和低成本提供了坚实后盾。

TI在嵌入式市场中拥有极为广泛的低功耗产品线,客户达3万多家,从16位低功耗到32位低功耗产品,从简单的MCU到无线MCU,客户可以做有差异化的产品。Ray Upton透露,TI会陆续推出很多MSP432产品,例如从256K或者比256K更小的MSP432 Flash产品,到最高可以达到2Mbps Flash的产品。

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