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德州仪器MSPM0系列MCU的进阶之路

放大字体  缩小字体 2024-06-04    来源:中国电子报、电子信息产业网    作者:姬晓婷

研究机构发布数据称,2023年全球MCU出货量达到320亿片。经历了几十年的迭代与发展,MCU现已在家电、汽车、工业设备等产业链中发挥着不可替代的作用。而在电路和系统设计尺寸越来越小、性能提升的要求越来越迫切的当下,行业仍面临着性能和成本的双重挑战,市面上留存的8位、16位MCU已经很难满足需求,亟须新技术的注入。

德州仪器(TI)的32位MSPM0系列产品就是在这样的背景下推出的,以其丰富的功能和可扩展性,帮助终端产品提高性能、降低功耗、增加集成度和安全性,以适应智能化、物联网和工业控制等诸多应用场景。

庞大产品群和丰富规格

MSPM0 MCU基于Arm Cortex-M0架构设计,在2023年3月发布之时,Arm的M0架构已经推出十余年。“为什么在这个时间节点上推出市场成熟度已经很高的M0系列芯片”,是该系列产品要回答的第一个问题。而今,经过一年多的发展,该系列产品已经通过实践证明了其在通用性、性价比、可拓展性、低功耗、开发友好等方面具备的行业优势,并凭借庞大的产品矩阵,获得来自工业、汽车、消费电子等领域客户的认可。

TI的MSPM0系列MCU在发布之时提供G和L两个子系列:G系列可以实现更快的运算,芯片支持的频率更高;L系列可感应更低的电流,更适合传感器的应用,相应地,其支持的频率更低。该系列产品还提供从8kb到128kb不同规格的闪存容量、从16到64的不同引脚封装选项,为客户提供丰富的可选空间。自MSPM0发布以来,产品线不断扩展,今年,德州仪器更是凭借其深厚的嵌入式技术积累和对8位及16位MCU市场技术挑战的敏锐洞察,推出了基于创新制造技术和先进工艺节点的MSPM0C110x系列微控制器,该系列产品主打超小型封装,同时保持了极低的成本,在各种空间敏感型的应用场景中展现了独特的优势。

MSPM0共计推出了100余款产品,涵盖不同的封装、引脚数、温度范围及模拟、通信等外设,同时保持同封装产品的引脚兼容。同年12月,德州仪器新发布了符合AEC-Q100标准的 MSPM0 MCU,以满足车身电子产品的应用需求。

降低动态功耗与静态功耗

随着物联网、工业、汽车等领域与日俱增的智能化需求,MCU——这类工作时长最久的半导体器件之一,需要不断提升能效表现以应对市场需求。而低功耗恰恰是MSPM0系列产品最突出的优势之一。

MCU的功耗大致分为动态功耗和静态功耗两大类。其中,动态功耗主要是指CPU和大部分外设运行时的电流;静态功耗主要是指CPU和大多数外设器件关闭时模拟电路和数字电路的偏置电流与漏电流。

为了降低功耗,TI选择了“两条腿走路”的方式:在降低动态功耗方面,MSPM0可在完成任务后快速返回低功耗模式。MSPM0提供不同的时钟源、时钟频率和电源域,以实现不同的功耗级别,用户可通过设置产品在不同的功耗模式(运行、睡眠、停止、待机和关断)和三个低功耗模式策略选项(XX0、XX1、XX2)之间切换,实现更低的动态功耗。在降低静态功耗方面,MSPM0的策略是关闭未使用的模块,并在合适的工作频率和适当的MCU工作模式下使用这些模块。

在上述整体设计思路之下,MSPM0还采用了调整条件代码执行、非阻塞编程、优化代码大小等软件编码策略,并对MCU电源、电阻器、电容器、电源IC等不同部件分别做了降低功耗的调整,从而实现MSPM0系列产品的整体功耗优化。

构建易用的生态

作为一家具有浓厚工程师风格的IC企业,德州仪器在交付产品的同时也非常注重为使用这些MCU的客户打造更舒适的开发体验,帮助下游工程师轻松上手、一键迁移、高效拓展,把更多的时间用在优化和提高自己的系统上。为此,德州仪器为MSPM0客户提供了全栈开发工具。其中包括多种硬件编程工具,三种不同频率的LaunchPad开发套件,优化的软件驱动程序、数百个代码示例的软件支持,以及涵盖汽车、楼宇自动化、功能安全、医疗、电机控制、电源管理等十余个应用场景的库和协议栈。如果遇到开发问题,工程师还可进入MSPM0开发人员专区,查找相应的培训教程。

作为一家老牌半导体公司,德州仪器与全球的生态系统合作伙伴紧密合作,提供一站式的解决方案,为客户提供从硬件到软件、从开发工具到生产制造的全方位支持。在未来,德州仪器仍将持续进行MSPM0系列产品技术迭代,为行业伙伴提供源源不断的创新动能。

 
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