TI的MSP430又雙叒出花樣，“智能模擬組合”讓模擬魔術(shù)可變

　　在超低待機(jī)功耗領(lǐng)域，TI的MSP430是個(gè)典型代表，被市場(chǎng)驗(yàn)證了二三十年。近幾年仍在創(chuàng)新，例如眾廠(chǎng)商忙著在MCU中加入Flash和EEROM內(nèi)存時(shí)，MSP430加入的是FRAM(鐵電存儲(chǔ)器);在MCU中加入模擬外圍已蔚然成風(fēng)，誰(shuí)想到TI把跨阻放大器(TIA)也加入其中，其工藝難點(diǎn)是把電阻做進(jìn)器件中。

　　近日，德州儀器(TI)超低功耗MSP微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Miller Adair再次來(lái)京，帶來(lái)了另一款低價(jià)、低功耗、高性能的重磅產(chǎn)品——MSP430FR2355鐵電存儲(chǔ)器(FRAM) MCU。

　　FR2355的最大特色是具有4個(gè)智能模擬組合(SAC)，另外，把通常的耐溫80~85℃提升到105℃，主頻從16MHz提高到了24MHz，因此不僅能滿(mǎn)足如煙霧探測(cè)器、傳感變送器和斷路器等感應(yīng)與測(cè)量應(yīng)用在溫度方面的要求，還可以幫助開(kāi)發(fā)人員縮小印刷電路板(PCB)尺寸，并且降低物料成本(BOM)。

　　SAC為何神奇?

　　FR2355集成了4個(gè)SAC(智能模擬組合)模塊，每個(gè)SAC都可以被配置為12位DAC或運(yùn)算放大器/PGA(可編程增益放大器)，另外，2355還有一個(gè)12位SAR ADC，兩個(gè)增強(qiáng)型比較器。

　　SAC可以有很多組合配置，例如，客戶(hù)可以利用4個(gè)SAC組合成4個(gè)DAC，TIA+運(yùn)放，DAC+運(yùn)放，3個(gè)不同運(yùn)放，1個(gè)運(yùn)放+PGA，或1個(gè)單獨(dú)的運(yùn)放等，如下圖。

　　Miller先生在拜訪(fǎng)客戶(hù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)除了硬件工程師很喜歡，很多軟件工程師也很興奮，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)軟件的方式實(shí)現(xiàn)不同的模擬信號(hào)采集。

　　有兩個(gè)實(shí)際案例。案例1：煙霧探測(cè)器，通常由MCU做整個(gè)系統(tǒng)控制，前端有ADC做信號(hào)采樣，再之前有普通運(yùn)放，最前端有跨阻放大器(TIA)，以把電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)。利用2355上的SAC，一顆可以節(jié)省多顆器件，節(jié)省了設(shè)計(jì)藍(lán)圖和設(shè)計(jì)成本，使PCB布板面積減少。

　　圖：煙霧探測(cè)器的前端信號(hào)鏈

　　案例2是FA(工廠(chǎng)自動(dòng)化)領(lǐng)域的溫度變送器，會(huì)有主要的MCU，前端有運(yùn)算放大器和ADC采樣。MCU進(jìn)行信號(hào)處理，后端有DAC和運(yùn)放輸出信號(hào)。2355可把外部的信號(hào)鏈上的功能都集成進(jìn)來(lái)。

　　圖：溫度變送器信號(hào)鏈

　　圖：全新的4-20mA電流環(huán)溫度變送器參考設(shè)計(jì)

　　那么，智能模擬組合(SAC)難在哪里?難在模擬功能的可變，因?yàn)橥瑯拥碾娐?，一?huì)兒可是ADC、一會(huì)兒又可成為與ADC不同類(lèi)型的各種放大器，這到底是怎么做的?TI不愿透露細(xì)節(jié)。那么，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是否也可以很快做出類(lèi)似產(chǎn)品?TI稱(chēng)不太可能，因?yàn)門(mén)I的模擬和嵌入式團(tuán)隊(duì)為此已合作了多年。

　　電子產(chǎn)品世界的記者曾見(jiàn)過(guò)一些MCU廠(chǎng)商的模擬可配置，通常在MCU外圍做幾個(gè)不同精度的ADC和多種放大器，用哪個(gè)選哪個(gè)，但成本較高。也見(jiàn)過(guò)一些模擬公司推出“智能模擬”芯片，通常在模擬功能中加了數(shù)字RISC 處理單元，以“智能”選擇所需的模擬功能，但是由于集成度高，靈活性降低，通常用于手機(jī)等批量大的定制產(chǎn)品。像FR2355這種電路可變的方式?jīng)]見(jiàn)過(guò)，當(dāng)然這樣做的好處顯而易見(jiàn)，控制了PPA(功耗、性能、面積)，因此Miller先生把FR2355定位于MSP430的超值系列(Value Line)。

　　圖：TI官網(wǎng)FR2355報(bào)價(jià)

　　MSP430的FRAM家族

　　MSP430的超值系列都是FRAM的，有40多個(gè)低成本MCU選項(xiàng)。如下圖。其中有最低成本只有25美分的FR2000系列，集成10位ADC的FR2100、FR24xx、FR211x等。

　　除了超值系列，MSP430還有其他兩大類(lèi)：電容感應(yīng)類(lèi)和超聲波傳感類(lèi)。

　　整個(gè)MSP430 FRAM的定位是針對(duì)傳感和測(cè)量而優(yōu)化的MCU。

　　為了讓感興趣的讀者了解更多，如下附上本次活動(dòng)的新聞稿。

　　以高集成度為核心：新型MSP430?微控制器

　　為感測(cè)應(yīng)用提供可配置的信號(hào)鏈元件

　　——TI 超值系列MCU產(chǎn)品現(xiàn)可適應(yīng)高達(dá)105°C的工作溫度，

　　擁有更高的模擬集成度，以滿(mǎn)足工業(yè)系統(tǒng)要求

　　2018年6月7日，北京訊——德州儀器(TI)近日宣布，其MSP430? 超值系列產(chǎn)品中新增了多款新型微控制器(MCU)，新型的MCUs具有集成信號(hào)鏈元件，并擴(kuò)展了工作溫度范圍。新型MSP430FR2355鐵電存儲(chǔ)器(FRAM) MCUs不僅能滿(mǎn)足如煙霧探測(cè)器、傳感變送器和斷路器等感應(yīng)與測(cè)量應(yīng)用在溫度方面的要求，還可以幫助開(kāi)發(fā)人員縮小印刷電路板(PCB)尺寸，并且降低物料成本(BOM)。如需了解更多MSP430FR2355 MCU的信息，敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：

　　http://www.ti.com.cn/MSP430FR2355-pr-cn。

　　MSP430FR2355 MCU的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

　　? 信號(hào)鏈的可配置性：通過(guò)使用MSP430FR2355 MCU，工程師可以更靈活地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。MSP430FR2355 MCU集成了智能模擬組合——可配置的信號(hào)鏈元件，其中包括多個(gè)12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和可編程增益放大器，以及一個(gè)12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和兩個(gè)增強(qiáng)型比較器。

　　? 擴(kuò)展溫度范圍：開(kāi)發(fā)人員可以將MSP430FR2355 MCU用于需要在高達(dá)105°C的溫度下工作的應(yīng)用，同時(shí)還可以充分利用FRAM數(shù)據(jù)記錄功能。

　　? MSP430超值系列產(chǎn)品的可擴(kuò)展性：對(duì)于成本敏感的應(yīng)用，工程師擁有更多的選項(xiàng)，可以從MSP430FR2355 MCUs中選擇更為合適的內(nèi)存與處理速度。通過(guò)提供內(nèi)存高達(dá)32KB的存儲(chǔ)器以及速度高達(dá)24MHz的中央處理單元(CPU)，MSP430 超值系列FRAM MCU的可選性得到擴(kuò)展。此外，對(duì)于需要高達(dá)256 KB內(nèi)存、具備更高性能或更多模擬外設(shè)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員還可以查詢(xún)MSP430 FRAM MCU產(chǎn)品系列的其余部分。

　　供貨

　　開(kāi)發(fā)人員可使用MSP430FR2355 MCU Launch Pad?開(kāi)發(fā)套件(MSP-EXP430FR2355)開(kāi)始進(jìn)行評(píng)估，該開(kāi)發(fā)套件通過(guò)TI商店即可購(gòu)買(mǎi)。

　　此外，工程師可以通過(guò)TI商店購(gòu)買(mǎi)MSP430FR2355 MCU的樣片。

　　了解有關(guān)TI可擴(kuò)展MSP430 MCU產(chǎn)品組合的更多信息

　　? 查閱MSP430超值系列。

　　? 閱讀博文“在工廠(chǎng)自動(dòng)化應(yīng)用中，從單片機(jī)獲取更多的信號(hào)鏈”。

　　? 下載“智能模擬組合支持未來(lái)基于MCU的傳感和測(cè)量應(yīng)用”白皮書(shū) 。