德州儀器最新推出的代號為“金剛狼”的MCU平臺，號稱是全球功耗最低的微控制器平臺。借助鐵電（FRAM）存儲技術(shù)、基于130nm的超低漏電（ULL）工藝，多達(dá)7種的待機(jī)模式選擇，以及傳統(tǒng)MSP430超低功耗架構(gòu)及外設(shè)的優(yōu)勢，為其帶來了功耗與業(yè)界其他任何微控制器相比至少低50%的優(yōu)勢。
“金剛狼”一出，霸氣外露
相信很多人對在飛思卡爾FTF上的低功耗MCU 產(chǎn)品PK還記憶猶新，在那一場比賽上Kinetis L完勝。也有工程師表示，這個實驗只通過跑一段程序就說明哪家MCU更省電的作法有失偏頗，因為畢竟MCU還要從外設(shè)功耗、待機(jī)功耗等綜合考量。
作為低功耗MCU的標(biāo)桿，MSP430一直都是業(yè)界追趕的對象，現(xiàn)在差距在不斷變小甚至有可能超越，德州儀器自然不會簡單作罷。近日，德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部MCU業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻（Paul）為媒體詳細(xì)介紹了今年3月德州儀器重磅推出的MSP430 MCU“金剛狼”系列。
就如Paul先生在媒體見面會上說的一樣，過去15到20年中，德州儀器的MSP430一直都是全球最低功耗的MCU，一直都是業(yè)界低功耗的一個標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在德州儀器的很多競爭對手都已經(jīng)在改善了，德州儀器覺得有必要，把低功耗的門檻再提高點，于是德州儀器花了三到四年的時間實現(xiàn)了“金剛狼”這個平臺。
而作為全球功耗最低的這個微控制器平臺，“金剛狼”系列就如它在漫畫里的同名角色一樣，是個超級英雄，有利爪，善于削砍，將微控制器的功耗削砍了一半。下面我們就具體來看它的“利爪”在哪里。
電池使用壽命比較圖
鐵電（FRAM）技術(shù)應(yīng)用到存儲單元中
Paul也為我們帶來了一份電池使用壽命的比較圖，用來對比哪個產(chǎn)品更加省電。當(dāng)然，個人覺得德州儀器的比較更加客觀一點，因為它不僅僅對比了運(yùn)行功耗，還有待機(jī)功耗、數(shù)據(jù)寫入功耗、以及外設(shè)ADC的運(yùn)行功耗，這也更加貼合實際一點。但是MCU的具體功耗比較還得看實際應(yīng)用場合而定，不同應(yīng)用差異也會很大，這邊必須得強(qiáng)調(diào)這一點。
圖中粉色標(biāo)出的是“金剛狼”最優(yōu)于其他幾個產(chǎn)品的地方，而這個就是今天得著重介紹的德州儀器率先應(yīng)用到微控制器上的鐵電（FRAM）存儲技術(shù)。
鐵電（FRAM）存儲技術(shù)相對于目前的閃存（Flash）存儲和EEPROM存儲，可以說有了一個質(zhì)的飛躍。
閃存（Flash）存儲和EEPROM存儲都是采用浮動?xùn)偶夹g(shù)，其在進(jìn)行擦寫操作時都需要電荷泵電路產(chǎn)生高壓，所以也都有一定的擦寫延遲時間，而且長時間的寫操作也會破壞浮動?xùn)?strong>存儲單元，所以一般閃存（Flash）的擦寫次數(shù)約十萬次，EEPROM在一百萬次左右。
而鐵電（FRAM）存儲作為一種非易失性的存儲，其擦寫電壓很低，而且因為不需要高壓泵電路產(chǎn)生高壓來擦寫數(shù)據(jù)，所以就沒有擦寫延遲現(xiàn)象，寫入速度很快，Paul提供給我們的數(shù)據(jù)是比Flash快1000倍，而擦寫壽命則達(dá)到了一百萬億次，幾乎可以無限擦寫了。
當(dāng)然功耗上的下降也是顯而易見的，從德州儀器提供的數(shù)據(jù)來看MCU在寫鐵電（FRAM）存儲器時的功耗可以比MCU寫閃存（Flash）時功耗低250倍。可以說寫操作的功耗大大降低。
超低漏電（ULL）工藝及多種低功耗模式選擇
再來看看“金剛狼”的工藝平臺，采用德州儀器自主開發(fā)的130nm超低漏電流（ULL）工藝，使得“金剛狼”的漏電流降低了10倍以上，MCU的運(yùn)行功耗降低了15%，靜態(tài)功耗也得到了進(jìn)一步的降低。
“金剛狼”針對不同需要設(shè)置了7種不同的低功耗模式，用戶可以根據(jù)需要去選擇相應(yīng)的模式，以實現(xiàn)系統(tǒng)的最低功耗；而且“金剛狼”的喚醒時間也極短，差不多在6.5us左右；最小待機(jī)功耗（RTC模式功耗）只有360nA。
低功耗外設(shè)ADC
當(dāng)然外設(shè)功耗的大小同樣影響MCU的整體功耗?！敖饎偫恰毕盗袃?nèi)置了一個12位的ADC，采用逐次逼近型（SAR）架構(gòu)，最低運(yùn)行功耗只有75uA。
“金剛狼”系列單片機(jī)圖標(biāo)
“金剛狼”系列大概在10月底就會有樣片發(fā)布，先期會推出MSP430FR58xx及MSP430FR59xx兩個系列，起售價在0.25美元左右，開發(fā)套件起售價在4.3美元左右。
看著“金剛狼”鮮紅的“爪印”，相信這也是德州儀器想繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)低功耗MCU的堅定信號，期待 “金剛狼”未來的表現(xiàn)。
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