功耗與性能能否兼得？有了MSP432平臺(tái)就可以

　　功耗與性能能否兼得?MSP432 MCU的回答是：當(dāng)然可以。

　　MSP432是德州儀器 (TI)推出的極低功耗32位ARM Cortex-M4F MCU——MSP432TM 微控制器 (MCU) 平臺(tái)。MSP432中的32代表該MCU是32位。這些全新的MCU通過(guò)充分利用TI在超低功耗MCU的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化性能的同時(shí)避免了功率的損耗，而其有效功耗和待機(jī)功耗也分別只有95μA/MHz和850nA。

　　肯定會(huì)有一些疑問(wèn)，比如，實(shí)現(xiàn)低功耗，為什么不是其他廠(chǎng)商常用的Cortex-M0?什么應(yīng)用促使TI研發(fā)出這樣一款兼具低功耗與高性能的MCU平臺(tái)?為什么取名MSP432，而不延續(xù)MSP430?等等。

　　疑問(wèn)源于不夠了解。德州儀器副總裁兼微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Ray Upton和德州儀器超低功耗MSP微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Miller Adair千里迢迢來(lái)到中國(guó)，一是因?yàn)閷?duì)中國(guó)市場(chǎng)的重視，二是因?yàn)樗麄儗?duì)MSP432這個(gè)平臺(tái)，也有很多的內(nèi)幕要對(duì)媒體說(shuō)。

德州儀器副總裁兼微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Ray Upton

德州儀器超低功耗MSP微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Miller Adair

　　Ray Upton介紹，根據(jù)WST公告的數(shù)據(jù)，在過(guò)去五年里，TI在MCU在市場(chǎng)占有率持續(xù)增長(zhǎng)，尤其在過(guò)去三年里增長(zhǎng)非常顯著。TI對(duì)中國(guó)市場(chǎng)特別關(guān)注，花了很大精力去拓展中國(guó)市場(chǎng)。

　　以往來(lái)看，市場(chǎng)上的MCU主要集中在兩個(gè)主打特點(diǎn)：一是低功耗，比如休眠時(shí)間居多的應(yīng)用;二是高性能，如對(duì)電氣控制、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等要求較高的應(yīng)用。TI除了提供以上兩種類(lèi)型的眾多MCU外，TI還在無(wú)線(xiàn)MCU部分支持超過(guò)14個(gè)無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)多標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)MCU平臺(tái)，在同一個(gè)平臺(tái)上支持多標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶(hù)更容易、更方便地設(shè)計(jì)IoT產(chǎn)品，應(yīng)用涉及包括樓宇控制、可穿戴、傳感等應(yīng)用。

　　但是，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)過(guò)程中變化是隨時(shí)發(fā)生的。比如一個(gè)應(yīng)用原來(lái)可能只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的MCU搭配2個(gè)傳感器，可是當(dāng)新的產(chǎn)品出來(lái)時(shí)，工程師發(fā)現(xiàn)需要把傳感器增加到5個(gè)，這樣他們就需要更強(qiáng)大的MCU進(jìn)行運(yùn)算功能，而且不改變電池的壽命。這也是TI MSP432誕生的原因。用Miller Adair的話(huà)說(shuō)，就是工程師現(xiàn)在可以不用在選擇低功耗或者高性能的MCU之間徘徊了，有了MSP432平臺(tái)，他們可以同時(shí)擁有低功耗和高性能。

　　為什么MSP432平臺(tái)可以低功耗與高性能兼得?Miller Adair認(rèn)為有以下幾個(gè)原因：

　　第一，MSP432內(nèi)核選用了ARM M4F，里面有性能很高的M4，加上浮點(diǎn)運(yùn)算功能，M4F和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手使用的M0+相比有10倍的性能提升。使用Coremark工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)看，MSP432的Coremark部分可以達(dá)到3.41/MHz。但內(nèi)核不能決定整體性能，內(nèi)核的外圍部分同樣很重要。TI對(duì)這個(gè)產(chǎn)品的外圍花了很多時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，MSP432產(chǎn)品在Flash部分可以同時(shí)讀和寫(xiě)，也可把原來(lái)的數(shù)據(jù)刪除。

　　第二，把MCU驅(qū)動(dòng)部分放到ROM里而不是Flash中運(yùn)行，這樣對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，在做C語(yǔ)言編程時(shí)可以更快地運(yùn)行他們的軟件。這樣可以使ROM中的驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行速度比閃存中高200%。

　　第三，MSP432產(chǎn)品內(nèi)置了14位DAC，實(shí)際測(cè)量下來(lái)可以達(dá)到13.2ENOB性能，同時(shí)集成了參考比較器，可以支持差分輸入。

　　第四，為了實(shí)現(xiàn)低功耗，TI在MSP432產(chǎn)品中集成了DC/DC，和以前的LDO相比，可把整個(gè)功耗再降40%。在睡眠情況下，以前的做法還是要繼續(xù)供電以確保SRAM的數(shù)據(jù)可以保留。MSP432 MCU則包含一種獨(dú)特的可選RAM保持特性，此特性能夠?yàn)檫\(yùn)行所需的8個(gè)RAM段中每一個(gè)段提供專(zhuān)用電源，由此每個(gè)段的功耗可以減少30nA，從而降低了總體系統(tǒng)功率。

　　第五，很多傳感器應(yīng)用都需要用ADC收集數(shù)據(jù)，MSP432中14位的ADC采樣速度比原來(lái)的MSP430 ADC速度快了5倍，當(dāng)使用 14 位 ADC時(shí)，以 1MSPS 的速度運(yùn)行采樣傳感器時(shí)能耗僅有375uA，非常省電。同時(shí)，ADC的采樣速度可調(diào)，甚至在最低功耗時(shí)可以做到200μA的水平。

　　第六，在MCU工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)會(huì)一直在運(yùn)行，因此，它會(huì)影響到MCU的功耗。MSP432把驅(qū)動(dòng)直接放在ROM里，和把驅(qū)動(dòng)放在Flash里比較可以降低30%功耗。這樣，可以把節(jié)省下來(lái)的Flash直接給用戶(hù)用與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)計(jì)算。尤為令工程師興奮的是，不管是MSP430或者M(jìn)SP432，還是無(wú)線(xiàn)應(yīng)用MCU，TI的API驅(qū)動(dòng)是通用、兼容的，這使得工程師可以專(zhuān)注于他們的高級(jí)語(yǔ)言編程，而無(wú)需關(guān)注底層轉(zhuǎn)換工作，節(jié)省了他們的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　此外，TI自己的低功耗制造工藝也給MSP432的低功耗和低成本提供了堅(jiān)實(shí)后盾。

　　TI在嵌入式市場(chǎng)中擁有極為廣泛的低功耗產(chǎn)品線(xiàn)，客戶(hù)達(dá)3萬(wàn)多家，從16位低功耗到32位低功耗產(chǎn)品，從簡(jiǎn)單的MCU到無(wú)線(xiàn)MCU，客戶(hù)可以做有差異化的產(chǎn)品。Ray Upton透露，TI會(huì)陸續(xù)推出很多MSP432產(chǎn)品，例如從256K或者比256K更小的MSP432 Flash產(chǎn)品，到最高可以達(dá)到2Mbps Flash的產(chǎn)品。