MCU价值体现瞄准新兴应用

　　微控制器是通过它们的性质，通用设备，能够处理各种各样的控制任务。它们的发展已经跟踪了精干，成本低，但功能强大的设备的需求，因此他们现在能够广泛的终端产品。主要，灵活性，成本和性能的平衡他们的选择对于应用的相对特定范围，使制造商能够跨越的变体组合提供最优解。飞思卡尔，例如，提供了超过900多种不同的基于ARM的微控制器，这个数字可能会通过推出的ARM Cortex-M7内核的进一步增加。虽然在一个家庭中每个范围通常是优化的，往往存在交叉的，他们处理应用方面，使最终用户可以选择最适合其特定要求的设备。但是，有时应用程序有这样的特殊要求的设备制造商愿意并且能够开发出具有专用于该应用程序的外设设备。虽然不通用，严格地说，它们通常基于标准 MCU内核和外围设备，这使得它们适于特定的应用，同时保留的灵活性程度。

　　集成声卡

　　进展和成熟的工艺节点意味着它越来越可行瞄准大批量的应用特别是在整合优化的功能旁边通用外设。一个例子是音频;一个特点，就是在很多设备越来越普遍。为了解决这个市场，唐科技公司开发的ISD9160，用于音频记录和再现一个单芯片解决方案。

　　

　　图1：新唐的ISD9160针对音频录制和回放应用。

　　基于ARM的Cortex-M0内核，它的功能相当标准的外围设备，如闪存和SRAM，定时器（包括看门狗和实时时钟）和各种串行接口（UART，I2S，I2C，SPI / SSP），以及PWM调制器，一个模拟比较器和GPIO（图1）。然而，真正使这与众不同的是增加了一个差分D类放大器能够提供的功率1 W至8？扬声器，并通过Σ-ΔADC形成AFE和可编程增益放大器可以直接连接到一个麦克风。图2显示了可能在一个典型的应用进行配置。该ADC可以在采样率高达6.144 MHz，这与可配置的抽取滤波器相结合，允许支持音频采样率从8 kHz至48 kHz的采样运行。结果被传递到一个FIFO，其中存储的最新的八个样本。一个16样本FIFO提供了输入D类功率放大器，可驱动两个差分引脚，从专用操作供电。

　　

　　图2：ISD9160的敬业和优化的外设减少了外部元件需求。

　　该器件还具有麦克风偏置发生器，以提高录音质量，能够提供高达1 mA的-60 dB的电源抑制;通常的麦克风将0.1 mA和0.5 mA的偏置电流之间需要，所以外部电阻可能是必要的。该ADC可以与在PGA中的输入信号路径和ISD9160的模拟多路复用器。

　　运动检测

　　不变的是，一个MCU仅部分地被其硬件功能定义;软件可以发挥在所有终端应用越来越重要的作用。 MCU制造商现在提供的库和参考设计的形式，软件开发的广泛支持，以及整个通信协议栈。对于需要专门的算法的应用，软件支持可能更难以直接提供，而是依靠服务提供者的生态系统。然而，还存在另一种方法。

　　

　　图3：基于自身eZ8 CPU的ZMOTION家族Zilog公司提供了一个优化的PIR平台。

　　直接在设备中嵌入特定应用的算法是不常见的，但它的确为开发者提供优化的解决方案，’开箱即用’，而正是这种做法，Zilog公司已初步具备了 ZMOTION检测与控制系列，其中包括Z8FS04 。基于所述Z8再来XP系列，它集成了eZ8芯连同一个Σ-Δ模数转换器（图3），其补充有一个被动红外（PIR）发动机在固件常驻在片上Flash存储器的形式。发动机占用4千字节的8K字节的存储器（图4），并通过一个API访问，但是在正常操作期间在后台自主运行。

　　特定应用的MCU瞄准新兴应用

　　

　　图4：ZMOTION系列的嵌入式红外引擎降低了研发工作的开发人员。

　　所述PIR传感器的输出直接连接到ADC通过一个专用的输入，与所需（除非由PIR制造商指定）没有额外的电路，并且该设备是能够容纳两个传感器。运动检测算法需要不间断地访问ADC，但是可以手动暂停如果应用程序代码需要使用ADC;所述PIR发动机的控制是通过API和专用寄存器管理。 Zilog公司也使得可以作为一个捆绑的设备，打包带透镜和红外传感器的分类。

　　聪明的能量

　　能源是一个应用领域正在迅速扩大，不仅包括智能电表，还测量和用能设备的控制。几乎已插入什么都可以受益于能量管理技术，最大限度地减少消耗在不使用时，或者是使用在使用时提供的能量的量的明显标志。立法是推动这一点，但一个普遍接受，我们都应该更多地了解我们自己的个人原因能耗意味着将各种设备的共同特征。物联网将在很大程度上依赖于这种类型的数据，这将延长设备的控制，以超越我们眼前的周围;控制照明，加热或任何其他用能设备的能力，远程承诺能控制的新时代。为了支持这些应用中，有源半已经开发电源应用控制器（PAC）的产品，如PAC5210的组合;器件针对下一代智能能源设备，装置和设备。

　　特定应用的MCU瞄准新兴应用

　　

　　图5：针对智能能源应用中，PAC从技领半导体是基于行业标准的ARM Cortex-M0内核。

　　所述PAC5210是ARM的Cortex-M0的MCU，集成了若干特定应用的功能，如图5这包括多模式电源管理器（MMPM）和专用电源驱动器（ASPD），随着一个可配置的模拟前端，PWM引擎与“平常”的串行接口。该MMPM包括多模式开关电源能够以降压，反激或升压模式和多达四个线性稳压电压下工作。该ASPD是一个通用的开漏驱动器，同时配置AFE包括差分和单端可编程增益放大器，使之适用于一些在智能能源领域的新兴应用。

　　

　　图6：灵活和通用性，PAC5210集成了广泛的功率控制功能。

　　结论

　　通用微控制器的可用性实现了广泛的终端应用，但尽管他们的灵活性，但还存在着惊人的品种，从多个厂家。它似乎违反直觉来限制灵活性通过集成应用程序特定的功能，但在许多情况下，它可以证明极为有利。对于许多应用领域，优化的解决方案的可用性，如这里所涉及，可为OEM厂商提供了一个宝贵的平台，在其上添加自己的差异化功能;毕竟，没有人愿意推倒重来。特定应用的微控制器，在本质上，从无处不在的参考设计一个自然的过程，因为它允许开发人员能够更快地进入市场与建立在成熟的技术解决方案。这种设备的增加的可用性很可能使新出现的应用程序和为最终用户提供更大的选择余地。