本刊記者　蘆瀟靜

?

TI首推具有可配置低泄漏跨阻放大器的微控制器

本刊記者蘆瀟靜

16位低功耗的MSP430產(chǎn)品線長(zhǎng)盛不衰，憑借 20年的經(jīng)驗(yàn)積累，在全球擁有眾多客戶，目前該產(chǎn)品線已經(jīng)有超過500顆IC。隨著便攜式電子產(chǎn)品的大量涌現(xiàn)，TI公司清晰地認(rèn)識(shí)到市場(chǎng)需求也在不斷變化，超低功耗MSP微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Miller Adair表示：在IoT和傳感器應(yīng)用方面，客戶迫切需要的是一種能解決多種問題的通用方案，擁有更長(zhǎng)的電池使用壽命，能夠?qū)崿F(xiàn)更小、更輕的設(shè)計(jì)。為了滿足客戶多元化而苛刻的需求，TI推出全新的MSP430FR2311微控制器(MCU)，來幫助用戶延長(zhǎng)感測(cè)和測(cè)量應(yīng)用中的電池使用壽命。該款器件是業(yè)內(nèi)唯一一款具有集成型低泄漏跨阻放大器(TIA)的MCU，其流耗僅有50 pA。作為TI超低功耗MSP430 MCU系列的延伸產(chǎn)品，該款全新MCU能夠在不犧牲電池使用壽命或電路板空間的情況下提供模擬和存儲(chǔ)技術(shù)的可配置性。

靈活的可擴(kuò)展性

MSP430FR2311采用可配置的模擬與存儲(chǔ)器技術(shù)，諸如運(yùn)算放大器、比較器和內(nèi)置 ADC 等集成模擬外設(shè)提供了全面的前端，以幫助大多數(shù)感測(cè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)片上系統(tǒng)，運(yùn)算放大器(反相、非反相或跨阻配置)可幫助用戶連接多種工業(yè)傳感器。實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)軟件要實(shí)現(xiàn)很多運(yùn)算的功能去收集不同的數(shù)據(jù)，為此，不得不選擇較大的MCU，以便利用較大的SRAM來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算部分。而MSP430FR2311集成了鐵電隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(FRAM)技術(shù)，F(xiàn)RAM既可用作SRAM，也可用作閃存，如此靈活的配置可以幫助客戶通過一顆小小的MCU來處理很多的數(shù)據(jù)。考慮到特定的應(yīng)用需求，器件還配置了獨(dú)立的 1 KB SRAM，從而為開發(fā)人員提供額外的軟件靈活性。

MSP430FR2311支持廣泛的應(yīng)用及傳感器技術(shù)，那么這么多不同傳感器可以應(yīng)用在哪些市場(chǎng)呢？其中一個(gè)是樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域，里面需要很多煙霧控制器、溫度控制器和安防傳感器，以及一些無線開關(guān)；此外，很多的醫(yī)療和可穿戴設(shè)備，以及便攜式或消費(fèi)類電子產(chǎn)品(如移動(dòng)電源、電動(dòng)剃須刀等)，都是這顆MCU的理想應(yīng)用場(chǎng)合。

誘人的超低功耗

跨阻放大器 (TIA) 是電流轉(zhuǎn)至電壓的轉(zhuǎn)換器。TIA是常用器件，但是集成在MCU內(nèi)的TIA卻不常見，原因在于很難實(shí)現(xiàn)低功耗。TI憑借模擬技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，在MSP430FR2311中整合了一個(gè)能夠?qū)㈦娏鬓D(zhuǎn)換為電壓的超低功耗跨阻放大器(TIA)外設(shè)，功耗僅僅為50 pA，可實(shí)現(xiàn)低電平檢測(cè)。在1 MHz的情況下，針對(duì)應(yīng)用用例進(jìn)行優(yōu)化的低功耗睡眠模式電流低至170 μA，可將電池的使用壽命延長(zhǎng)到10年以上。

實(shí)用的簡(jiǎn)易性

憑借支持可配置模擬的高集成MCU解決方案，MSP430FR2311不僅可幫助開發(fā)人員簡(jiǎn)化電路原理圖，節(jié)省高達(dá)75%的PCB空間，而且能夠幫助開發(fā)人員利用ADC、運(yùn)算放大器、比較器和TIA等模擬集成器件連接廣泛的傳感器。該解決方案在單個(gè)3.5 mm×4 mm封裝內(nèi)集成了FRAM技術(shù)，并避免了對(duì)于板上晶振的需求。此外，該單芯片解決方案還可以降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度和總體項(xiàng)目的開發(fā)時(shí)間。

通過使用由Code Composer Studio集成開發(fā)環(huán)境(IDE)和IAR Embedded WorkBench支持的MSP430FR-2311 MCU LaunchPad開發(fā)套件，用戶能夠在數(shù)分鐘內(nèi)開啟設(shè)計(jì)開發(fā)工作。而目前正在使用2 KB和4 KB器件的MSP430G2x MCU的用戶，也可以輕松地將他們的設(shè)計(jì)遷移至MSP430FR2311 MCU，并充分利用非易失性FRAM所具有的更高性能以及更高的模擬集成度。此外，TI提供了很多實(shí)用的參考設(shè)計(jì)，比如通過一個(gè)光電二極管和TIA配置進(jìn)行電流感測(cè)的MSP430FR2311煙霧探測(cè)器參考設(shè)計(jì)，用戶可以深入研究一個(gè)應(yīng)用的實(shí)施；在醫(yī)療、健康和健身、樓宇自動(dòng)化及個(gè)人電子設(shè)備等領(lǐng)域進(jìn)行開發(fā)工作的用戶，則可以通過TI Design參考設(shè)計(jì) (TIDA-00242)來進(jìn)一步延長(zhǎng)電池使用壽命。

借助16/32位產(chǎn)品組合提供更多可能

除MSP430系列之外，去年TI推出了32位的超低功耗微控制器MSP432。通過將MSP430和MSP432進(jìn)行整合，客戶可以擁有一個(gè)很好的MCU超低功耗組合。談到二者的定位，德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻表示：前者通常用在需要花很多時(shí)間在睡眠狀態(tài)下的應(yīng)用，例如煙霧探測(cè)器，大部分時(shí)間MCU處于睡眠狀態(tài)，偶爾才運(yùn)作，對(duì)于這樣的應(yīng)用MSP430是最適合的產(chǎn)品；而后者則更適合既需要具備較高運(yùn)算性能、同時(shí)又要求低功耗的應(yīng)用。

未來，TI將為MSP430產(chǎn)品線研發(fā)更多新的產(chǎn)品，并將整合越來越多的模擬部分。