在MCU中可以隨意配置模擬信號(hào)鏈？TI MSP430FR2355發(fā)布

 高度集成是目前MCU發(fā)展趨勢(shì)，為了節(jié)省整體PCB空間，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度，提升MCU產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，不少M(fèi)CU都會(huì)在內(nèi)部集成很多資源。而有些時(shí)候，這種高度集成的MCU在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活度方面會(huì)大打折扣，復(fù)用性也較差。TI最新推出的MSPFR2355，在內(nèi)部集成了4個(gè)可配置的智能模擬組合模塊(下文簡(jiǎn)稱(chēng)SAC:Smart Analog Combo)，可以在內(nèi)部任意構(gòu)建DAC、TIA、OpAmp、PGA等多種模擬器件，并且可以相互組合。從而極大地節(jié)約了一些需要外圍模擬電路得設(shè)計(jì)得復(fù)雜度和成本。

近日，TI 專(zhuān)門(mén)為此款全新得MSP430FR2355在北京召開(kāi)了新品發(fā)布會(huì)，德州儀器超低功耗MSP微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Miller Adair先生對(duì)于MSP430超值系列中的這一新成員進(jìn)行了詳盡的介紹。

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

MSP430作為T(mén)I的一條暢銷(xiāo)多年的16位MCU產(chǎn)品線，市場(chǎng)反響一直非常不錯(cuò)，而此次MSP430FR2355的產(chǎn)品發(fā)布，也帶來(lái)了十足的誠(chéng)意，主要帶來(lái)了三大提升。首先在性能上得到了提升，主頻從16MHz提升到了24MHz;然后在工作溫度范圍上實(shí)現(xiàn)了提升，目前達(dá)到了-40°C~105°工業(yè)級(jí)水準(zhǔn);最重要的就是在文章開(kāi)頭所提及的內(nèi)部集成4個(gè)SAC。

高度靈活的SAC可在MSP430內(nèi)配置成多種信號(hào)鏈

SAC是一種靈活度非常高的模擬模塊，根據(jù)發(fā)布會(huì)提供的信息來(lái)看，智能模擬組合可以配置成如下如所示的多種不同的模擬信號(hào)鏈。

根據(jù)TI的官方手冊(cè)來(lái)看，SAC模塊功能包括：

OA(運(yùn)算放大器)

• 軌到軌輸入

• 軌到軌輸出

• 多個(gè)輸入選擇

PGA(可編程增益放大器)

• 可配置模式包括緩沖模式和PGA模式

• 可編程PGA增益高達(dá)33倍

• 支持反相和非反相模式

DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)

• 12位DAC內(nèi)核

• 可編程設(shè)置時(shí)間

• 內(nèi)部或外部參考選擇

• 軟件可選數(shù)據(jù)加載

SAC模塊通過(guò)LPM4在AM中工作，并可通過(guò)用戶(hù)軟件進(jìn)行配置。它的內(nèi)部集成了高性能低功耗軌到軌輸出運(yùn)算放大器。 這個(gè)OA可以配置為在通用(GP)模式下獨(dú)立工作。 OA輸出擺率可以是配置為通過(guò)OAxPM位優(yōu)化建立時(shí)間和功耗。 SAC OA在放大器的同相和反相輸入端均包含3通道輸入選擇。為此，NSEL和PSEL分別選擇輸入。 反相輸入包括OAx引腳，PGA，和配對(duì)OA的輸出。 非反相輸入包括OAx +引腳，12位DAC內(nèi)核和DAC配對(duì)OA的輸出。 反相OAx也可以與PGA連接以支持反相PGA模式。

SAC DAC模塊是一款12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器。 DAC只能配置為12位模式。 它可以用作參考電壓，也可以與OA和PGA一起工作來(lái)驅(qū)動(dòng)輸出焊盤(pán)。

關(guān)于SAC的具體的配置模式和參數(shù)，可以登錄TI的官網(wǎng)進(jìn)行查詢(xún)。

據(jù)Miller先生介紹，這種SAC的技術(shù)來(lái)源于TI的模擬部門(mén)，MSP430FR2355可以看成是兩個(gè)部門(mén)通力合作的結(jié)果。MSP430如何可以幫助客戶(hù)節(jié)省PCB面積，降低系統(tǒng)成本?Miller介紹了兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子。

據(jù)Miller介紹，以煙霧探測(cè)器為例。將煙霧探測(cè)器拆開(kāi)，內(nèi)有一個(gè)單片機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)。一般的單片機(jī)都會(huì)用ADC做信號(hào)采樣，外設(shè)有一個(gè)普通的運(yùn)放做信號(hào)，因?yàn)闊煾械男盘?hào)相對(duì)比較小，普通的運(yùn)放將信號(hào)放大。在普通運(yùn)放前還會(huì)置有一個(gè)跨阻放大器。因?yàn)闊煾械男盘?hào)是電流信號(hào)，它需要把電流信號(hào)轉(zhuǎn)成電壓信號(hào)，所以前期需要跨阻的放大器。煙感是一個(gè)比較典型的系統(tǒng)，有三個(gè)主要元器件。利用FR2355的智能模擬組合，跨阻放大器、運(yùn)放和ADC都可以用FR2355單片實(shí)現(xiàn)，這樣減少了開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)難度、節(jié)省了成本，并簡(jiǎn)化PCD的布板。

Miller還介紹了一個(gè)工廠中常用的溫度變送器的案例，在一個(gè)典型的溫度變送器中一共包含5個(gè)元器件：前端做信號(hào)的放大，ADC做信號(hào)的采樣，變送器需要MCU做信號(hào)處理，處理完以后會(huì)有4-20mA的電流回路。用智能模擬組合可以把溫度變送器外部需要的信號(hào)鏈路上的ADDA運(yùn)放，一顆FR2355智能模擬組合集成。據(jù)悉，TI還專(zhuān)門(mén)推出了一個(gè)4-20mA電流環(huán)溫度變送器參考設(shè)計(jì)，用戶(hù)可以在TI官網(wǎng)進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)。

持續(xù)拓展超值產(chǎn)品線，繼續(xù)投資鐵電MCU

日常消費(fèi)品市場(chǎng)對(duì)價(jià)格的要求較高?，F(xiàn)在TI的40個(gè)超值系列的單片機(jī)具有非常有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。TI的超值系列中最低端的產(chǎn)品FR2000和2100以25美分的價(jià)格支持25個(gè)不同功能。而此次最新推出的,SP430FR2355則又在多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了提升，可以說(shuō)是加量不加價(jià)。

雖然價(jià)格較低，但在性能方面MSP430FR系列并沒(méi)有妥協(xié)，這主要得益于其鐵電存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)。據(jù)Miller先生介紹：“FRAM是TI獨(dú)立生產(chǎn)與設(shè)計(jì)的。本著TI對(duì)可靠性的高要求，在不降低可靠性的原則下達(dá)到105度溫度范圍。FRAM是TI未來(lái)重點(diǎn)投入的領(lǐng)域，以后的FRAM產(chǎn)品肯定也都會(huì)支持105℃耐熱性。

FRAM主要有三個(gè)優(yōu)勢(shì)：第一是可以保證低功耗并延長(zhǎng)電池壽命;第二是高可靠性，寫(xiě)入次數(shù)可以達(dá)到10的15次方;第三是靈活性，讀寫(xiě)速度快，掉電也不會(huì)丟失，用戶(hù)可以靈活地把它配置成代碼、變量或者是數(shù)據(jù)。據(jù)Miller介紹：“現(xiàn)在用戶(hù)的MCU需要用flash、RAM，而以后只用TI的FRAM就可以全部搞定。”

據(jù)悉，MSP430FR2355將于7月份進(jìn)入量產(chǎn)。同時(shí)會(huì)提供相應(yīng)的的launch pad開(kāi)發(fā)板。

Miller先生對(duì)于MSP430FR2355未來(lái)的的市場(chǎng)表現(xiàn)非常地有信心，用中國(guó)話(huà)來(lái)說(shuō)應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)一種門(mén)檻踏破的場(chǎng)景。不少客戶(hù)對(duì)于這種可配置模擬信號(hào)鏈的MCU有著強(qiáng)需求。小編對(duì)于MSP430的此次創(chuàng)新也非常興奮，期待未來(lái)TI將會(huì)在MSP430上給我們帶來(lái)更多驚喜。