MSP430 SoC解决方案 为节能系统不断注入活力

本文作者:admin       点击: 2003-08-01 00:00
前言:
关于微控制器
微控制器 (MCU) 就像是单片上的计算机,它包括微处理器、RAM、ROM、时钟和 I/O 控制单元。由于MCU具有低成本和低功耗,从汽车到烤面包机等各种应用中,设计人员都会采用MCU。在高达200亿美元的MCU市场中,通用8位MCU占据市场主导地位,但过去三年来,随着市场的发展,用户还要求有內置模拟器件、闪存和更高性能数字信号处理功能的MCU。由于MCU只消耗少量能源或具有超低功率,很环保,因此备受市场青睐。


MSP430解决方案的市场
总部位于美国亚利桑那州Scottsdale的高科技市场调查公司In-Stat/MDRd指出,从2001年至2006年,全球MCU供货量将实现11.32%的增长率。In-Stat/MDR 在题为《经济型SOC:2001-2006对MCU需求应用调查》的报告中指出:“只要微控制器的特性和性能能够推动终端应用,它就会继续成为理想的设计周期较短的片上系统(SOC)解决方案。”

John Day在《电子工程专辑》2002年10月28日的文章中指出:“在推出新一代快闪 MCU产品时,微控制器芯片供应商主要会考虑其灵活的可编程性以及特定目标应用。”有几家公司在提供针对专门应用的MCU,但并不是所有的产品都能满足市场对低功耗和高性能产品的需求,只有通过现代处理器架构才能获得上述特性。

德州仪器公司 (TI) 制造的MSP430系列超低功耗微控制器,它们可以用作完整的片上系统(SOC)解决方案,适用于公用仪表、智能感应、便携仪器以及便携医疗设备等应用。TI的MSP430系列在半导体产业不景气的情况下一枝独秀,在众多竞争产品中脱颖而出,正归功于它能够很好地满足客户在开发应用时对功耗、成本和要求节省板极空间的要求。

MSP430系列
MSP430 系列利用 TI 在高性能模拟和数字信号处理技术方面的优势,使得系统设计人员能够同时连接模拟信号、感应器和数字组件,而且同时实现无与伦比的低功耗。由于结合了超低功耗、高性能內置模拟器件以及 16 位现代精简指令集计算机 (RISC) CPU,有助于客户生产出高竞争力的产品来投向市场,从而为客户提供独特优势。

• 功耗:MSP430 系列的特性是有灵活的时钟系统和五种低功率模式,能够实现完全低功耗的系统设计。由于能以不到 6uS 的时间从待机状态快速启动,而且待机模式中的功耗极低(仅为 0.7uA),因此总功耗最多能比竞争设备的功耗低 10 倍。

MSP430 系列灵活的时钟系统经过特殊设计,专门针对电池供电的应用。就高性能应用而言,集成的数控振荡器 (DCO) 或外部的高速晶体电路可用作系统的时钟计时,最低可达每个每秒百万指令 (MIP)160mA。

• 外设集成:MSP430 系列包括几个高性能数据转换器解决方案。创新型比较器门计时器与电容器相结合非常适用于测量阻抗的感应器(如热敏电阻),所有设备上都可配备该计时器,用作高分辨率斜坡型转换。此外,就要求条件较高的应用(如电子仪表和数字电动机控制)而言,MSP430 系列也提供了高性能的 200 ksps、10/12位模数转换器 (ADC)。

高度集成的外设系列使得客户能够减少板上的元件数量,从而缩小板极空间,从而大大降低了成本。由于 MSP430 具备低功耗特性,能够快速启动 (6us),因此它能够延长电池寿命,同时也减小了对更大容量更昂贵电池的需求。

• 16 位 RISC CPU:由于仅使用27条方便易懂的核心指令和7种一致的寻址模式,从而实现了简单和灵活的统一,这样的16位低功耗CPU能够更高效地进行处理运算,相对于其他 8/16 位 MCU 而言,体积更小,代码效率也更高。因此,设计人员以很小的代码长度就能够开发出超低功率的高性能应用。TI 这种独特的解决方案使得客户能以 8 位 MCU 的成本获得 16 位微控制器的性能。

集成闪存使得节能系统制造商能够方便地对其产品进行再编程,从而缩短开发时间,并使其能够实地快速升级设备。

MSP430 系列的范围既包括低端成本敏感型器件,也包括完全集成的器件,在单片上最多具备 60kB 闪存、2kB RAM、高性能模数转换器和数模转换器,以及许多其他高性能模数模块。

工具和支持
TI为MSP430系列提供多种工具和支持。举例来说,低成本闪存模拟工具支持完整的系统内开发,所有的MSP430F1xx和MSP430F4xx v Flash器件中都具备它。JTAG 接口为编程、汇编程序/C 源代码级调试、单步执行、多硬件断点、全速操作和外设访问提供系统内的支持。该工具及开发整个项目所需的其他器件,售价仅 99 美元。

如欲了解其他工具和支持资源(如开发工具选择指南、量产编程应用注释、下载源代码、软件升级和有关第三方支持的信息等),敬请访问 www.ti.com/msp430。

TI 的MSP430产品发展策略
TI 将继续为所有片上系统解决方案开发具有更多高性能模拟器件和数字外设的产品,同时仍将保持超低功耗和开发的方便性,这也正是我们客户对 MSP430 生产线所期望的。

随着技术向更高级的处理技术节点发展,还会出现其他模拟集成和增强的CPU性能。2003年,TI 将开始提供 MSP430F16x/15x 的一般样品,这是第一个基于MCU的超低功耗的片上信号链 (ScoC)。器件集成了一个12位ADC和两个 12 位数模转换器 (DAC),由一个三通道直接存储器访问控制器 (DMA) 独立管理,上述器件使得设计人员能够在低功耗应用中全面实施完整的封闭循环系统,应用范围包括激光泵、热电冷却器 (TEC) 控件,以及远程网络化读表装置等。

针对特定的终端设备,TI 还将推出更多具有更高集成度片上完整的系统解决方案。