飛思卡爾為智能能源出謀劃策 Kinetis E及L系列MCU初露鋒芒

　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)有近百億個(gè)插座、1000萬(wàn)臺(tái)變壓設(shè)備以及數(shù)以億計(jì)的電表、水表、氣表，它們的有效運(yùn)作有利于我國(guó)能源的高效利用，“智能能源”也就實(shí)時(shí)地被提出了，它涵蓋了智能電網(wǎng)、牽涉了智能家居，是智慧地球得以有效運(yùn)行的保障。智能能源的重要性不言而喻，它是從根本上實(shí)現(xiàn)我國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)，促進(jìn)國(guó)家產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要手段，這些年日益嚴(yán)重的霧霾更是讓節(jié)能減排勢(shì)在必行，相信智能能源上升為國(guó)家戰(zhàn)略也是大勢(shì)所趨。

　　智能能源經(jīng)歷著與其他技術(shù)發(fā)展類似的路線——新技術(shù)的提出、應(yīng)用、反饋、改進(jìn)、再反饋，直至突破。從具體應(yīng)用上來(lái)看，從智能水表、電表、氣表到白色家電、PLC及UPS，人們對(duì)這些設(shè)備的性能和功能都有了更高的需求。歸納來(lái)說(shuō)，就是高性能、低功耗和高集成度，飛思卡爾半導(dǎo)體(Freescale)的Kinetis E和Kinetis L系列微控制器(MCU)就能最大程度地滿足以上需求。

　　Kinetis E以“靜”制勝

　　在工業(yè)領(lǐng)域，為了去除各種干擾，讓系統(tǒng)能“安靜”地工作，廠商們往往會(huì)投入很大但收效甚微。32位MCU一直以來(lái)都以低電壓運(yùn)行，人們認(rèn)為，其在工廠等惡劣電磁環(huán)境甚至很多家庭中并不可靠，加上工業(yè)類客戶都比較保守，不太愿意采用新的技術(shù)。以后備式UPS為例，它是強(qiáng)電信號(hào)與弱電信號(hào)交叉的系統(tǒng)，存在著各種各樣的干擾，如來(lái)自電網(wǎng)的干擾、由逆變器和高頻電壓器產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的干擾以及不等電位干擾。目前很多UPS仍然采用16位單片機(jī)，雖然一定程度上保證了穩(wěn)定性，但是性能十分受限。

　　Kinetis E系列MCU為工業(yè)廠商提供了向32位MCU轉(zhuǎn)型的機(jī)會(huì)，不但可以放心使用，而且能拓展更多功能，實(shí)現(xiàn)更多價(jià)值。Kinetis E系列MCU最大的賣點(diǎn)就是強(qiáng)大的電磁抗噪能力，過(guò)去只有8位和16位MCU具有這種能力。Kinetis E是飛思卡爾推出的業(yè)界首款基于ARM Cortex-M0+處理器的5 V 32位MCU。5 V運(yùn)行電壓和I/O等級(jí)使MCU在因?yàn)橄到y(tǒng)生成的噪音和EMI而出現(xiàn)信號(hào)中斷時(shí)更加可靠。Kinetis E結(jié)合了低成本、高性能、先進(jìn)的電磁兼容性(EMC)和靜電放電(ESD)保護(hù)功能，符合工業(yè)級(jí)的可靠性和溫度要求。Kinetis E系列產(chǎn)品是白色家電和工業(yè)應(yīng)用，如后備式UPS、電機(jī)控制風(fēng)機(jī)、工業(yè)轉(zhuǎn)換器、洗碗機(jī)、冰箱，電力塑殼斷路器、電梯控制器以及其他對(duì)于在高噪聲環(huán)境中需要高可靠性的應(yīng)用的理想選擇。

　　Kinetis L借“低”奪目

　　基于ARM Cortex-M0+處理器的Kinetis L的成名應(yīng)該是在2012年的FTF上，其在與其他知名低功耗MCU的PK實(shí)驗(yàn)中成為獲勝者。Kinetis L使開(kāi)發(fā)人員在創(chuàng)建下一代更智能、更小、能效更高的嵌入式應(yīng)用時(shí)有更多設(shè)計(jì)選項(xiàng)。以智能電表為例，在未來(lái)5年，隨著智能電網(wǎng)在世界各國(guó)的建設(shè)，智能電表在全球安裝的數(shù)量將高達(dá)2億只。同樣，在中國(guó)，隨著國(guó)家加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)展，作為用戶端的智能電表的需求也會(huì)大幅度地增長(zhǎng)，保守預(yù)計(jì)，市場(chǎng)將會(huì)有1.7億只左右的需求。對(duì)智能電表的最主要需求就是使用年限長(zhǎng)、精度高、具有遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)和控制雙向通信功能，Kinetis L可以毫不夸張地說(shuō)是為這些需求而生的，完美地實(shí)現(xiàn)了這些功能。低功耗的特性使得其應(yīng)用不僅僅局限于電表，在電池驅(qū)動(dòng)的從智能水表、熱表、氣表領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。

　　MCU的功耗分為待機(jī)功耗、外設(shè)功耗、內(nèi)存消耗和運(yùn)行功耗，而MCU在寫閃存的時(shí)候是特別耗電的，Kinetis L系列MCU的閃存的代碼執(zhí)行可降至40 uA/MHz。超低的內(nèi)存訪問(wèn)功耗、低漏電、90 nm薄膜存儲(chǔ)(TFS)工藝技術(shù)以及低功耗的Cortex-M0+內(nèi)核，這些綜合起來(lái)就為我們揭示了Kinetis L低功耗的奧秘。

　　穿戴式電子設(shè)備是今后的一大發(fā)展趨勢(shì)，包括消費(fèi)電子和便攜醫(yī)療產(chǎn)品。例如你今后可能會(huì)使用一個(gè)一直在監(jiān)測(cè)血壓的便攜血壓計(jì)，并且會(huì)把相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給你的家庭醫(yī)生或者存儲(chǔ)到云端，這無(wú)疑要求產(chǎn)品的功耗很低，設(shè)計(jì)者在搭建系統(tǒng)時(shí)一定會(huì)為此絞盡腦汁。而Kinetis L絕對(duì)是不二之選，在提供超低功耗的同時(shí)，還能讓系統(tǒng)更小。您可以想象，如果很多對(duì)功耗有要求的設(shè)計(jì)都選用Kinetis L，所節(jié)約的能源和資源是不可估量的，這也是飛思卡爾為低碳環(huán)保所做的貢獻(xiàn)之一。