32位混合信号MCU应对八大挑战

 ——Silicon Laboratories单片机产品线总经理Mike Salas畅谈为广泛的嵌入式设计重塑多功能、一体化、高能效和易用特性

高性能模拟与混合信号IC领导厂商Silicon Laboratories（芯科实验室有限公司）日前宣布推出Precision32™单片机（MCU）系列产品，为32位MCU市场带来前所未有的设计灵活性。

在介绍新产品时，Silicon Laboratories单片机产品线总经理Mike Salas表示，嵌入式设计应用面对八大挑战：节省开发时间、外设规划、模拟集成、系统级规划、降低成本、简化设计工作、功耗较小化和缩短产品上市时间。而基于ARM® Cortex™-M3处理器的新型Precision32系列产品通过提供高度集成的灵活架构，以及丰富的外设集、超低功耗和可免费下载的基于Eclipse开发工具，为开发人员应对八大挑战提供了一个全面的解决方案。

先进功能适合多种应用

Mike Salas称，Precision32系列产品适用于各种应用领域，包括便携式医疗装置、销售终端外设、电机控制、工业监控、条码扫描仪、光学触摸屏接口、传感控制器和家庭自动化系统等。

为帮助开发人员降低系统成本、设计复杂度和减少元器件数量，Precision32系列产品提供极高的外设集成度，节省物料（BOM）成本高达1.34美元。以下片上外设将大大减少外围元器件数量和系统成本：

·        集成先进锁相环（PLL）的精密振荡器，无需昂贵的8MHz晶体，可以为无外部晶体的USB操作提供所需的高精度时钟，同时内核可以独立工作在1-80MHz任何频率。

·        内部5V电压调节器使MCU可直接从USB或5V电源供电，无需外部稳压器。

·        六个高驱动I/O（每个高达300mA），可直接驱动高功率LED、小马达、蜂鸣器和功率MOSFET，并可以作为升压转换控制器。

·        电容触摸通道多达16个，减少按键、滑动条或滚轮应用中额外需要的触摸传感器IC。

·        Precision32系列产品提供完整的USB2.0 PHY和模拟前端，可直接连接到USB控制器接口，而其他大多数MCU需要外部USB上拉电阻和终端电路。

他说，为达到产品快速上市的目标，设计时间常常被迫紧缩，如今嵌入式开发人员既要在有限时间内满足复杂和多变的设计需求，同时也要满足严格的成本和功耗预算。目前许多32位MCU产品缺乏一定的架构灵活性，尤其是引脚和外设位置分配，更加大了产品设计难度。Precision32系列产品可完全自定义I/O系统和引脚位置分配，为开发人员提供更灵活的替代方案。

Precision32 MCU独特之处

利用Silicon Labs专利的双crossbar技术和拖拽式GUI，开发人员能够容易的选择所需模拟和数字外设，并为外设分配引脚。而其他同类MCU通常预定义外设位置和引脚，导致潜在引脚冲突，迫使开发人员改变设计或使用更大、更昂贵的封装。Silicon Labs公司 crossbar设计和基于GUI的AppBuilder软件，使开发人员能够优化其外设组合和引脚分配，使外设靠近所连接的器件，从而减少引脚冲突，简化PCB布线，较大程度减少PCB层数，并较终降低系统成本。

专利Crossbar架构确保较大灵活性

优化各种嵌入式应用性能

Precision32系列产品的模拟外设具有全温度和电压（低至1.8V）范围内的额定特性，并通过严格测试。事实上，这些高性能模拟外设非常可靠，可用于取代独立的模拟元器件。此外，Precision32模拟外设具备高可配置性，使开发人员能简化设计并根据不同嵌入式应用优化性能。

Silicon Labs Precision32系列产品在工作和休眠模式下均具有业界领先的功耗性能。MCU产品利用Silicon Labs较先进的专利低功耗设计技术，降低每个MCU区块功耗，与其他同类32位方案相比，工作电流减少高达33％（在80MHz时22mA或275µA/MHz），休眠电流降低100倍（0.35µA，启动RTC并且4KB RAM内容保留）。此外，多种电源模式和时钟选项使开发人员能够在特定性能水平下，优化嵌入式设计并达到较低功耗。

Mike Salas表示：“Silicon Labs通过把模拟/混合信号方面的专业经验应用到新型的32位MCU，使其具备精确模拟外设功能集和灵活的I/O系统。虽然市场上其他一些产品也提供类似功能，但是没有一家公司的产品能够媲美这类混合信号MCU产品。使用大型供应商MCU产品的开发人员应当关注此32位MCU市场新成员。”

更快、更易用的开发环境

为简化基于Precision32系列产品的嵌入式应用开发，Silicon Labs提供丰富的硬件和软件工具集，包括具有可替换MCU、射频元件和其他子系统的统一开发平台（UDP），可适应各类开发人员的应用需求。UDP包括一个母板、多个模块化子板和用于原型设计、扩展和系统集成的面板；同时也支持MCU代码和固件开发、多种网络和协议栈以及USB驱动。为了加速进行sub-GHz RF设计，Silicon Labs为UDP提供RF测试卡，支持该公司较新Si446x EZRadioPRO®收发器。

Silicon Labs优秀的基于Eclipse集成开发环境（IDE），包括编译器、调试器和在线信息界面，支持多种关键应用信息，例如：含有示例代码、数据手册、原理图、PCB封装、应用笔记、版本控制和自动更新的软件库。Silicon Labs另一核心IDE工具是基于GUI的AppBuilder软件，开发人员能够通过该软件工具快速和图形化的选择其外设集和属性、配置时钟模式、定制引脚和产生源代码，无需编写代码或阅读数据手册即可实现所有功能。

Precision32系列产品还让开发人员能够利用为ARM架构而优化的大量软件和开发工具，包括Keil和IAR工具链。为了加速开发和在MCU平台间进行代码移植，Silicon Labs同时提供Cortex单片机软件接口标准（CMSIS）兼容代码。通用外设ARM软件接口可以让外设驱动重新使用，简化与其他基于ARM的单片机间进行代码移植工作。

Mike Salas说：“我们设计的Precision32系列产品带给嵌入式开发人员更好的32位可选择方案，他具有极高的设计灵活性、外设集成度、模拟性能和超低功耗，并且价格也极具竞争力。同时我们还为开发人员提供高集成度和完整的硬件和免费的软件开发工具集，使开发人员可以在嵌入式领域中较灵活易用的32位MCU架构上进行快速原型设计和开发。”

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