打造新兴物联网应用

2011年05月07日10:13:21 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

德州仪器（TI）MSP430中国区业务拓展经理刁勇诠释业界首款超低功耗FRAM微控制器

作者：刘洪

让我们先来看看记者与德州仪器（TI）MSP430中国区业务拓展经理刁勇的一段问答。记者问：“据我所知，铁电随机存取存储器（FRAM）已经存在了不下10年，还有专门的公司比如Ramtron在开发FRAM，为什么到现在TI才把这个东西用在单片机上？此前有没有单片机加分离式的FRAM存储器的方式？”

刁勇答曰：“Ramtron是做FRAM存储器的厂家，它的产品实际上是TI生产的，这十年中TI和Ramtron有很多的合作关系，所以，从单片机存储器角度来讲，TI可以说是一个革新。因为TI和Ramtron有十年的合作历史，这个过程当中我们发现了FRAM有那么多的优点，对超低功耗传感存储器网络应用具有非常大的价值。以前FRAM也碰到一些问题，TI和Ramtron一起来解决，看起来这个技术的成熟度和市场的需求已经汇聚到了非常好的时间点。我们在三四年前就已经规划了这个产品，怎么样把FRAM集成到单片机内部。今天到了非常好的时机，FRAM的技术日趋成熟。我们也看到，随着一些新的，特别是物联网应用发展，也需要这样的单片机，所以，TI今天做出这样的产品出来。这是一个漫长的历程，因为与Ramtron这样的合作历史还继续下去。”

下面就让我们来看看德州仪器推出了一款怎样的产品。

可靠数据录入和RF通信能力进入全新时代

德州仪器推出的业界首款超低功耗FRAM 16位微控制器，宣告了可靠数据录入和射频（RF）通信能力进入了一个新时代。新型MSP430FR57xx FRAM系列的面市进一步彰显了 TI 在嵌入式处理技术领域的领先地位。与基于闪存和EEPROM的微控制器相比，该FRAM系列可确保100倍以上的数据写入速度和250倍的功耗降幅。

此外，这种片上FRAM还可在所有的电源模式中提供数据保存功能、支持超过100万亿次的写入次数、并为开发人员提供了一个全新的灵活度（允许其通过软件变更来完成数据内存与程序内存的分区）。

FR57xx系列突破了现有的存储器功耗及可写入次数限制，使得开发人员能够凭借功能更多、连续工作时间更长的新产品所拥有的更高性价比的数据录入、远程感测和无线升级能力让世界变得更加智能。

MSP430FR57xx FRAM微控制器

应对物联网应用挑战

刁勇认为，让世界更加智能化，提高智能化水平，实际上需要两个基本条件：一是我们需要部署更多的传感器，二是这个传感器需要实时采集更多的数据。要实现这两点，现有单片机技术来看有很大的挑战。在很多家庭以及办公场所甚至于一些野外应用，要部署更多传感器，供电其实是传感器蛮大的问题，所以，对传感器来讲，怎样把传感器功耗做得更低，解决供电的问题是很大的挑战。比如传感器要部署在野外，家庭应用的室外太阳能收集面板，或者要把传感器部署在桥梁或者其他工业应用的场合，没有交流电，怎么样让传感器有能量提供来采集数据，一种解决方案是用电池。电池存在寿命的问题，怎样让电池可以支持传感器的整个的使用周期，甚至利用外界的风能、振动或温度的变化给传感器提供来源，这是现在单片机技术面临的非常大的挑战。

第二个挑战是怎样实时拿到更多的数据，现在单片机主要是以Flash技术为主，它有一个问题，Flash擦写次数的量级大概几万或几十万量级，如果要实时采集数据，把数据记录下来放到Flash里面，等到一定周期再传输出去，Flash的寿命其实是很大的挑战。我们做了一个计算，如果做连续的采样，采样频率比较高，Flash要一秒采样20个数据，然后数据不停更新，在这个条件下现在Flash的使用寿命大概在10分钟以内，所以要实现大批量连续大量采样的话，现在的Flash技术就不够了。

刁勇表示，物联网应用是一个新的东西，很多挑战还在演进当中，不是很明确，比如智能电表市场的市场容量非常确定，但市场潜力是存在的。人们的家庭生活以及工作场所，还有工业应用对智能化的要求程度越来越高。所以从大趋势来讲，未来市场潜力非常大。可以看到应用领域，比如智能交通、智能停车场管理、集装箱追踪、贵重物品跟踪方面已经有非常实际、实在的应用。因为FRAM的特点和更低的功耗，可以实现无穷次的擦写，会给这些应用带来非常大的价值。他说，基于FRAM的MSP430是解决这两大挑战较佳答案。

MSP430FR57xx FRAM微控制器的主要特性及优势包括：

· 当从FRAM中执行代码时，可将目前业界较佳功耗水平降低50%之多——工作流耗为100μA/MHz（主动模式）和3μA（实时时钟模式）

· 超过100万亿次的可写入次数能支持连续数据录入，从而无需采用昂贵的外部EEPROM及依赖电池供电的SRAM

· 统一存储器允许开发人员利用软件来轻松改变程序、数据以及缓存之间的内存分配，从而简化了目录管理并降低了系统成本

· 所有电源模式中的数据写入及数据保存保障可确保代码安全性，以简化开发流程、降低存储器测试成本及提升终端产品可靠性

· 实现了可靠的远程软件升级——特别是可以实现空中升级——旨在为设备制造商提供更廉价、更便捷的软件升级途径

· 密度高达16kB的集成型FRAM以及模拟和连接外设选项，包括10位ADC、32位硬件乘法器、多达5个16位定时器和乘法增强型SPI/I2C/UART总线

· 所有MSP平台上的代码兼容性以及低成本、易用型工具、综合全面的文档资料、用户指南和代码示例可方便开发人员立即启动开发工作

· 众多由TI提供的兼容型射频（RF）工具可简化系统开发工作

· 可实现无电池的智能型RF连接解决方案

· FR57xx MCU基于TI先进的低功耗、130nm嵌入式FRAM工艺

FRAM微控制器让世界变得更加智能

上述特性有助于工程师简化他们的设计，因为FRAM可以做到统一的存储器，可以把SRAM、EEPROM、Flash所有的功能都集中在一个存储器上。工程师可以在16K空间里做非常灵活的划分。对于这样的应用，它只需要划2k EEPROM作为数据空间，其它作为程序空间，这样就可以用2k做高速数据，1k做一些固定数据，其它是程序空间。

统一存储器：为软件开发人员提供了另一个自由度空间

这样做的好处是，选用一个型号的单片机就可以覆盖以前要三个型号单片机才能够实现的功能。对供应链管理和采购来讲，现在只要买一个型号就可以覆盖到所有的单片机，集中采购可以明显降低从运营成本到采购成本。这是FRAM的革新给客户带来的价值。

强大的技术开发支持

较新MSP430FR57xx系列微控制器现已开始供货，样片和工具也供货在即。为支持客户的动态需求，TI提供全新的革命性解决方案，推出MSP430FR57xx FRAM系列微控制器只是其履行承诺的一个绝佳的例证。为了给随后的诸多创新腾出空间，TI如今正逐步地将MSP430系列发展成为新型MSP平台的一部分。

从通用型超低功耗 MSP430™ MCU 到基于 Stellaris® Cortex™-M3 的 32 位 MCU，乃至当前高性能实时控制 TMS320C2000 MCU，TI 可为设计人员提供较全面的微控制器解决方案。通过充分利用 TI 完整的软硬件工具、广泛的第三方产品以及技术支持，设计人员可加速产品的上市进程。

TI的创新技术开发实现了TI广泛产品库的差异化以及产品在其全球制造基地的批量生产，包括开发具有高性价比的新型工艺平台，在功耗、性能、精度和成本方面实现跨越式改进；利用新型组件、模型和降低成本来实现工艺技术的扩展和推广；围绕面向全新市场和产品的创新、颠覆性技术开展研究工作。

打造新兴物联网应用

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