TI创新永续，将超低功耗MCU进行到底

作者：刘洪

——全新MSP430™ FRAM直接替代以往8位和16位微控制器

日前，德州仪器（TI）举办媒体沟通会，宣布推出MSP430™ FRAM微控制器系列的两位新成员，开启了超低功耗的新时代。德州仪器（TI）MSP430中国区业务拓展经理刁勇先生表示，该平台可提供开发人员所必需的硬件和软件工具，同时支持降低能源预算并较大限度的缩减产品尺寸，致力于实现无电池的世界。基于在超低功耗领域的持续创新，TI凭借宽泛的存储、小型的封装以及高级的处理能力，全新的FRAM MCU能够帮助开发人员更轻松的在价值链和高性能中做出权衡。

微控制器是应用的核心器件

刁勇介绍说，MSP430产品线目标市场定位在两大类应用，第一大类是感测应用，第二大类是测量应用，其中都MCU扮演着非常重要的角色。几大类应用包括楼宇自动化，其中有很多小的应用，比如门禁系统、烟雾探测系统、火灾报警系统、入侵检测系统，这些系统里，MCU扮演着非常核心的作用。其他应用还包括家用仪器仪表和电网应用，这些应用MCU也是核心，里面有很多信号测量和采集，例如水、电、气、温度和湿度等。MCU再加上一些模拟信号调理，对这些应用来讲是较核心的器件。

他指出，TI的铁电系列在这些应用中体现在三大核心价值。第一，烟感、家用仪器仪表、手持数字万用表对功耗的要求都非常得高，也需要非常高性能的模拟外设，这和TI的产品特点非常吻合。

MSP430以业界超低功耗著称，铁电系列把MSP430超低功耗又提升到了新的水平。针对需要超低功耗的测量和感知应用，TI的MSP430 MCU可以提供不同配置的低功耗产品系列。这些应用特别是传感类的应用需要高性能模拟外设，MSP430 MCU是一个混合信号的MCU，片上集成了性能非常高、很丰富的模拟功能，包括高性能ADC。MSP430 ADC在MCU领域做得非常出色。

第二，对这些应用非常有价值的地方在于，TI有创新，也有更高的集成。TI的MCU是铁电的平台，TI铁电业界领先的，就是用铁电存储器作为MCU主控存储器，在这方面有所创新。铁电作为MCU存储器有非常多的好处。第一，它很安全，铁电在防破解数据安全方面比Flash性能会优异很多，传感器应用做数据记录或数据存取，TI的铁电存储器的擦写次数几乎是无限制的，可以擦写10的15次方这么多的次数，基本可以把它当成一个没有寿命的存储器。相对EPROM或者Flash，这些存储器都有擦写寿命，比如EPROM是百万次的擦写次数，Flash大概是10万次，铁电基本可以是无限次的擦写。

第三，针对传感及测量应用，铁电存储器给产品设计的工程师带来了非常大的灵活性，因为铁电擦写次数也没有限制，读写速度也非常快，其实它可以作为统一的存储器。所谓统一存储器，就是可以把现在传统的MCU中不同类型的存储器，包括Flash、EPROM和RAM做到统一。这三类存储器，客户设计时会有不同的应用，Flash可能用来做程序的存储，RAM用于程序运行时变量的存储，EPROM可以做一些数据的记录。TI的FRAM可以做到统一，这样有很多好处，客户在选择这个产品时平台化会非常好，就是客户自己可以定义他需要不同类型的存储器大小，在FRAM里做一个分区的定义就可以实现。客户以前可能因为要不同大小的存储器，需求不同，所以选择不同类型的MCU，如果用TI的FRAM可能会有机会用一款就可以覆盖到以前需要几款MCU才能够实现的不同项目需求。所以，对用户来讲，它的平台性、设计便利性也会非常得好。

全新产品扩展价值链和高性能

刁勇说，TI凭借宽泛的存储、小型的封装以及高级处理能力扩展了MSP430™ FRAM MCU产品组合。全新系列包括2个产品：一个是MSP430FR5994 MCU。该产品拥有256KB FRAM，同时其性能是其它低功耗MCU的40倍，能够通过全新且易于使用的集成型低能耗加速器（LEA）为开发人员提供数字信号处理（DSP）能力。另一个是MSP430FR2111 MCU。该产品可利用扩展的TI MCU Value Line产品组合升级原有的8位设计，同时也是首次在小型3mmx3mm QFN封装中包含统一FRAM存储器。

他认为，全新的MCU将产品组合中所采用的集成式铁电随机访问存储器（FRAM）从2KB扩展到了256KB。而FRAM是一项非易失性存储器技术，能够提供无与伦比的灵活性和超低功耗的性能。此外，MSP430 FRAM生态系统中还涵盖了成千上万的现有软件库、使用说明书和驱动框架，能够简化基于整个产品组合的开发。

低能耗加速器实现创新

凭借针对信号处理的全新集成式低能耗加速器（LEA)，MSP430FR5994 MCU能够通过延长待机时间来帮助开发者节省能耗，同时其完成快速傅里叶变换（FFT）、有限脉冲响应（FIR）、无限脉冲响应（IIR）滤波器以及其它数学函数的速度要比ARM® Cortex®-M0+微控制器快出近40倍。此外，256KB的统一存储器（FRAM）可支持经扩展的应用程序代码，并且能满足应用的大RAM需求，同时在无需缓冲或预擦除的情况下提供比闪存快100倍的写入速度。

刁勇详细解释了LEA模块的作用，它提供了一个可支持50多种数学函数的优化DSP库以及一个即插即用的设计。开发人员可以在获得MSP430FR5994 MCU LaunchPad™开发套件后的第一时间立即开始处理复杂的数学算法。现在，MSP430 MCU的开发人员能够借助FRAM技术所带来的优势实现更强大的信号处理性能，以支持仪表计量、楼宇和工厂自动化设备、便携式健康与健身设备等广泛应用。

LEA支持的应用非常广泛，包括：公共管网基础设施（超声仪表计量、故障指示器）、楼宇及工厂自动化（电流环路感测器处理、玻璃破损探测和振动分析）和便携式健康设备（光学心率监测、可穿戴EKG）等。

让以往的8位设计重获新生

刁勇较后表示，MSP430FR2111 MCU让开发人员能够利用具有FRAM存储器技术的先进、高集成MCU升级以往的8位和16位设计。现在，即使是较注重成本的开发人员也能够将一个10位模数转换器（ADC）、EEPROM功能性、比较器、实时时钟、增强型计时器、内部振荡器以及一个16位MCU集成在微型的3mmx3mm封装内。相较于同类的8位MCU，采用统一存储器的器件将RAM容量扩大了50倍，因此开发人员无需在封装中编程，而这也加快了产品的上市时间，简化了软件维护并提高了代码的可移植性。此外，这款全新的MCU还可提供在MSP430 MCU产品组合中的无缝迁移和可扩展性。由于基于相同的内核架构、工具生态系统和易于使用的迁移指南，客户可以从MSP430G2x MCU轻松迁移至全新的MSP430FR2x MCU系列，并在FRAM产品组合中进行扩展。

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