- 容和共生,聚力跃进!2024北京科学仪器经销商峰会取得圆满成功!
- 助力“以旧换新”,北京四环起航整装待发!
- 超薄玻璃弯折性能评估的突破——折弯测试机的创新进展
- 欧波同向您发送一封2024CIBF邀请函
- 大连力迪团队2024春季欧洲行
- 展会邀请|明美与您相约上海第二届3D细胞培养与类器官研发峰会和CGT Asia 2024第五届亚洲细胞与基因治疗创新峰会
- Copure 肝素免疫亲和柱|牛奶和奶粉中的乳铁蛋白的测定
- 【企业动态】感恩有你,一路同行|员工入职周年庆
- 来源:内容来源于网络 浏览量:530次
- 【导读】传统上,选择32位单片机(MCU)的关键因素在于中央处理单元(即内核CPU)的选择。直到最近,32位MCU已有基于多种内核(包括某些情况下的专有架构)的产品。因此,嵌入式设计人员要...
传统上,选择32位单片机(MCU)的关键因素在于ZY处理单元(即内核CPU)的选择。直到Z近,32位MCU已有基于多种内核(包括某些情况下的专有架构)的产品。因此,嵌入式设计人员要么继续使用一种内核,要么需要花费更多时间学习新的硬件知识和移植现有软件代码。过去几年里,MCU产品中ARMCortex内核的出现改变了嵌入式的原有状态。开发人员把注意力从专用32位内核向基于ARMCortex处理器的MCU转移,这样可以改变向单一供应商订购MCU的局面。基于ARM处理器的MCU的生态系统已经日益壮大,这包括第三方编译器、实时操作系统、软件协议栈、LCD图形显示等。目前,大多数主流MCU供应商都生产基于ARM处理器的产品,这使得ARMCortex内核成为了32位MCU事实上的标准。
选择基于标准内核的32位MCU提供了较以往更多的选择,因此,为特定应用选择合适的MCU需要考虑多种因素,困难大大增加。首先,开发人员需要基于多个关键参数减少备选MCU的数量,例如存储大小、输入输出引脚数量和通信接口等。可能有多个供应商的基于ARM处理器的MCU产品能够满足基本需求清单,因此,开发人员需要通过其他重要因素进一步缩小选择范围,例如:混合信号集成度、可配置性、功耗和开发难度等。
选择集成通用器件的32位MCU能够帮助开发人员减少整体系统成本、降低设计复杂度并缩短开发时间。例如,SiliconLabsPrecision32混合信号MCU具有多种其他MCU通常不具备的集成特性,例如USB振荡器、5V稳压器、6个可编程高驱动能力引脚(可提供高达300mA电流),以及16个电容感应输入通道(用于触摸按键或滑动条)。高集成度可以减少多个分立元器件,提供更加灵活的供电选择,从而节省BOM成本,简化开发流程。
为了解使用高集成度混合信号MCU所带来的好处,我们来研究一下典型的条形码扫描仪。为了读取条形码,扫描仪向由电机提供动力的振动反射镜发射激光(见图1)。激光照射到条形码,然后条形码图像被电荷耦合器件(CCD)传感器捕获。CCD传感器类似照相机,一次能够捕获一行像素,比如1×1024像素。模拟光强度信号Z后传输到模数转换器(ADC)。具有大电流驱动能力的MCU消除了过去用于驱动激光和电机的功率晶体管。选择可为CCD传感器提供时钟同步接口的MCU也可以简化设计人员的工作。
Z好的情况是,MCU的ADC能够与快速的CCD摄像头保持同步(通常大于1MSPS)。对于5V的CCD传感器,电源管理IC在大多数设计中也必不可少,它为传感器提供输入电压,MCU和其他器件则需要3.3V输入电源。
在这个条形码范例中,Precision32SiM3U1xxUSBMCU可以驱动同步时钟到传感器,轻松做到与快速CCD采样速率同步,同时能够通过3.3-5VDC-DC升压控制器为传感器提供电源,从而进一步降低系统元器件数量。此外,在USB供电的扫描仪中,Precision32MCU具有片内稳压器,可以直接从USB获取电源;片内48MHz振荡器具有能够锁定USB信号的创新时钟恢复电路,精度高于0.25%,使USB运行无需外部晶体。条形码扫描仪中还集成了其他功能:当扫描成功时可直接驱动蜂鸣器提醒用户;使用电容触摸按键代替机械按键;以及为无线扫描仪提供硬件加密数据保护。
设计中需要考虑的另一个重要因素是灵活性能够快速而轻松地适应变化,并且不增加开发成本。为了加快研发进度,设计人员通常在之前项目的基础上进行修改设定以适应新的需求。然而,要想有效达到设计要求,重要的是能够选择和修改MCU外设及其布局。大多数MCU为外设提供了预置位置和固定的替代选择。预置引出线通常会导致引脚冲突,迫使开发人员改变其设计,或改用更大、更昂贵的封装。理想的方案是采用SiliconLabsZL技术双crossbarMCU架构(如图2所示),开发人员可以首先选择所需外设,然后再决定外设引脚的位置,这赋予开发人员更大的灵活性。
选择Z佳的所需外设通常意味着可以采用体积更小、性价比更高的封装。例如,在需要4个带流量控制UART(16个引脚)和2个SPI(6个引脚)的通信集线器中,开发人员仅需选择一款略高于22个I/O的MCU即可。然而,如果使用标准的固定架构,4个UART和3个SPI可能需要64引脚甚至100引脚的封装才能满足合适的外设组合。采用灵活可配置的crossbar技术,开发人员可以很容易地在40引脚封装中实现这种外设组合,另外还有几个引脚空闲。此外,通过优化外设位置,开发人员可以把外设放置到其连接电路的附近,这样既可以缩短导线长度,也可以潜在地减少PCB的设计层数。Z重要的是,Z终设计变动可以通过软件轻松实现。例如,如果通信集线器需要带SPI接口的另一IC,没有问题只需修改软件,就可以轻松地将第三个SPI端口添加到同一封装中。
灵活的crossbar架构会带来许多好处,那么高可配置的crossbar架构MCU有没有缺点呢?一些开发人员担心crossbar架构会导致编程更复杂。为了简化开发人员的工作,SiliconLabs提供了创新的AppBuilder工具用于简化初始化和配置的免费软件开发工具。基于GUI的AppBuilder工具能够使开发人员快速地以图形化的方式选择其外设组合、配置外设属性、设定时钟模式和自定义引脚功能,所有这些都无需阅读数据手册。AppBuilder甚至能够产生用于主流编译器的源代码,例如Keil、IAR和GCC。
选择32位MCU的Z后一个重要因素是电源效率。实际上,超低功耗已经成为各种嵌入式应用中Z为关心的一个问题。现在随着人们对“绿色环保”和降低能耗的重视,设计人员必须密切关注其整体功耗预算。许多方法都可以降低能耗,如何有效降低能耗取决于Z终应用。例如,血糖监测仪,患者每日使用的次数很少,绝大多数时间监测仪都处于深度休眠状态。因此,在这个应用中,尽量降低休眠模式的功耗尤为重要。
另一方面,对于传感器节点设备,需要不间断地监测事件状态。如果传感器节点连续监测事件,就必须一直处于工作模式。真是这样么?事实并非如此!传感器节点可以进入休眠模式,快速唤醒,检测事物(例如检测烟雾)是否正在发生,然后再进入休眠状态。在类似的系统中,重要的是具有支持实时时钟(RTC)唤醒的低功耗休眠模式,可以进行有规律的唤醒,例如每100μs。快速唤醒时间也非常重要,处理器可以快速运行固定的命令去检测是否有事件正在发生。
而有些应用不能进入休眠模式,例如工厂生产线设备。在这些应用中,使用具有低功耗有功电流的MCU就显得非常重要。另外,还可以运用其他诀窍节省功耗,例如,降低运行频率,只采用满足特定任务所需的处理速度。
很难找到能同时满足超低功耗休眠模式、活动模式、唤醒时间和动态频率改变特性的32位MCU。Precision32MCU系列产品通过提供多种低功耗选择来满足这些要求,如图3所示。Precision32MCU系列产品可以在低于100nA电流下运行,包括掉电检测和4kBRAM保持功能;如果要启动实时时钟,则需额外增加250nA电流;选用模拟比较器则需要另外消耗400nA,甚至还可选用低功耗定时器和脉冲计数器。MCU能够在数微秒内从低功耗休眠模式中唤醒。另外,Precision32MCU拥有极低的275μA/MHz的活动模式电流,具有复杂的能够锁频到1~80MHz中任意频率的PLL,使开发人员可以优化功耗。
仪器网-专业分析仪器服务平台,实验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣传媒体。
相关热词:
等离子清洗机,反应釜,旋转蒸发仪,高精度温湿度计,露点仪,高效液相色谱仪价格,霉菌试验箱,跌落试验台,离子色谱仪价格,噪声计,高压灭菌器,集菌仪,接地电阻测试仪型号,柱温箱,旋涡混合仪,电热套,场强仪万能材料试验机价格,洗瓶机,匀浆机,耐候试验箱,熔融指数仪,透射电子显微镜。
- 2004-09-14 09:23:06
- 标签:
- 收藏(0) 赞(0) 踩(0)
- 随时了解更多仪器资讯,求购、招标、中标信息实时更新,厂商招商信息随时看。大量、齐全、专业的仪器信息尽在仪器网(yiqi.com)。扫一扫关注仪器网官方微信,随时随地查看仪器用户采购、招标需求!
-
单片机技巧2004-07-14 10:19:55
C语言和汇编语言在开发单片机时各有哪些优缺点?汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言,
-
单片机电子秤是什么?他有那些用途?2004-07-25 09:29:05
什么是单片机电子秤最近常常听到有人问,什么是单片机电子秤?其实,这只是一个专业的产品术语而已。知道
-
PLC单片机实验装置对教学领域起到了很大的作用2004-08-15 10:46:27
PLC单片机实验装置是以微处理机基础发展起来的新型工业控制装置。它以体积小、功能强、可靠性高以及应用安
-
汽车驾驶模拟器单片机系统设计及应用2004-08-20 09:23:02
汽车驾驶模拟器以其环保性、安全性、高效性应用广泛。但以往的汽车驾驶仿真器是以特性弹簧等作为回正力矩的生成元件
-
PLC单片机实验装置的性能特点2004-08-20 09:23:02
PLC单片机实验装置是以微处理机基础发展起来的新型工业控制装置。它以体积小、功能强、可靠性高以及应用安装方
-
单片机在汽车驾驶模拟器中的具体应用2004-08-20 09:23:02
汽车驾驶模拟器以其环保性、安全性、高效性应用广泛。但以往的汽车驾驶仿真器是以特性弹簧等作为回正力矩的生成元件
-
简析单片机实训台中的一些常见电路2004-08-21 09:23:04
通过单片机实训台的一个IO口来控制PNP管的导通与否,下面介绍NPN、PNP管的相关知识:NPN和PNP主要
-
单片机实训台实训模块种类丰富,优势明显!2004-08-21 09:23:04
单片机实训台采用铝合金框架设计,下方为储物柜,用于工具及材料存放,台体尺寸紧凑、人体工程学优秀;实训台模组采
-
在线磷表采用的嵌入式单片机技术特点2004-08-22 09:23:03
在线磷表采用的嵌入式单片机技术特点在线磷表主要特点1)先进的嵌入式单片机技术;2)精巧结构、盘式安装、全铝框
-
济南JDS剪断销信号装置单片机智能控制2004-08-30 09:23:13
概述JDS剪断销信号装置采用单片机智能控制,采集24路剪断销信号器的信号。当水轮机某个剪断销信号器剪断时,其
选择32位单片机简化开发工作
-
您可能感兴趣
①本文由仪器网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表仪器网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。
②凡本网注明"来源:仪器网"的所有作品,版权均属于仪器网,转载时须经本网同意,并请注明仪器网(www.yiqi.com)。
③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi