高效能MCU助陣 LED照明系統(tǒng)增添智能功能

開發(fā)人員也可運用無線射頻（RF）技術(shù)，以無線方式連接裝置。透過模組化架構(gòu)，裝置可採用任何最適合客戶的連線技術(shù)。無論是PLC或無線區(qū)域網(wǎng)路（Wi-Fi）連結(jié)，都可透過標(biāo)準(zhǔn)I2C或串列周邊介面（SPI）連接埠將資料傳送至MCU。

提供高彈性LED產(chǎn)品設(shè)計　Piccolo MCU支援多電源拓?fù)?/STRONG>

Piccolo MCU架構(gòu)是專為數(shù)位電源控制所設(shè)計，能夠彈性支援多種電源拓?fù)洹４艘活I(lǐng)先業(yè)界的PWM系列具備高解析度負(fù)載週期（Duty-cycle）控制及高解析度停滯帶（Deadband），能以高效率有效控制功率級。同樣地，進(jìn)階的PWM亦能夠運用照明控制，產(chǎn)生極為精確的色彩輸出及調(diào)光亮度。此外，Piccolo MCU可透過多達(dá)十六個PWM輸出，個別控制十六個LED燈串。

12位元高解析度類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器（ADC）可補強PWM，并且達(dá)到快速取樣，其轉(zhuǎn)換速度高達(dá)每秒四百六十萬次。PWM及ADC模組能讓工程人員建立準(zhǔn)確的回饋迴路（Feedback Loop），迅速因應(yīng)變化的系統(tǒng)以及環(huán)境運作狀況。

內(nèi)建的故障防護(hù)機制可確保系統(tǒng)能夠處理過流及過壓狀況。PWM故障跳脫區(qū)能夠讓系統(tǒng)避開中央處理器（CPU），在系統(tǒng)受損前，以非預(yù)期之系統(tǒng)狀況中的預(yù)先設(shè)定狀態(tài)快速改動PWM訊號。使用立即可用的韌體驅(qū)動程式與整合式I2C、SPI、通用異步收發(fā)器（UART）、通用序列匯流排（USB）及控制器區(qū)域網(wǎng)路（CAN）周邊能夠讓Piccolo滿足各種應(yīng)用的連線需求。

為降低系統(tǒng)成本，開發(fā)人員須要MCU提供足夠的處理能力，以實作功率級、LED控制、感測器輸入以及單一MCU的遠(yuǎn)端連線。此高整合度能夠大幅度地降低照明設(shè)計的成本。

Piccolo MCU供應(yīng)商提供一個可支援包括入門級裝置到使用PLC的復(fù)雜多燈串系統(tǒng)的32位元MCU。透過核心處理器可提供MCU裝置的數(shù)位訊號處理器（DSP）效能，并處理功率級計算、LED燈串控制，以及DMX512等所有照明通訊協(xié)定。Piccolo提供優(yōu)化的數(shù)學(xué)運算、即時控制的中斷驅(qū)動架構(gòu)，以及因應(yīng)事件變化的可程式彈性，對照明應(yīng)用而言是最理想的選擇。

現(xiàn)今新款MCU亦整合控制律加速器（CLA）。該獨立處理核心可進(jìn)行雙核心運算，不須要因第二個MCU耗費額外成本或固定開支。CLA可在DSP核心之外獨立執(zhí)行，達(dá)到有效的平行處理效果。透過劃分核心及CLA核心之間的照明系統(tǒng)功能，Piccolo MCU可在單一晶片執(zhí)行完整的智能型LED控制器。例如，CLA可用來執(zhí)行PLC演算法，而核心可進(jìn)行數(shù)位電源轉(zhuǎn)換及LED燈串控制。對于需要進(jìn)階或較高頻寬PLC的應(yīng)用而言，整合式Viterbi復(fù)雜運算法（Viterbi Complex Math Unit， VCU）可用于32位元MCU中，而這個裝置專為PLC演算法所設(shè)計，可加快PLC處理速度，與未使用VCU的裝置相比快七倍。

值得注意的是，一般而言，整合系統(tǒng)所有控制器的單晶片設(shè)計，所需的成本比需要多個MCU的設(shè)計成本低。不過，在某些照明系統(tǒng)中，高電壓及低電壓通常須要使用隔離邊界（Isolation Boundary），在此邊界的不同側(cè)進(jìn)行PFC及DC-DC轉(zhuǎn)換（圖4）。由于跨越此隔離邊界相當(dāng)不易，所以可能使單一MCU架構(gòu)的設(shè)計難度提高。因此，利用兩個MCU，使用I2C或SPI介面跨越隔離邊界進(jìn)行通訊，可能為較簡單的方式。如果設(shè)計屬于非隔離式，則在同一個MCU執(zhí)行PFC及DC-DC轉(zhuǎn)換功能的方式較為直接。

圖4 LED照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

事實上，目前已有許多半導(dǎo)體公司推出各種開發(fā)軟硬體，協(xié)助工程人員評估和設(shè)計LED照明應(yīng)用，從低電壓輔助電源系統(tǒng)到具備遠(yuǎn)端連線的高電壓完整AC供電系統(tǒng)，一應(yīng)俱全。例如AC LED照明及通訊開發(fā)人員套件即提供完整平臺，有助于加速設(shè)計AC供電的智能型照明產(chǎn)品（圖5），達(dá)到高運作效率，并完整支援DALI、DMX512、KNX及PLC等遠(yuǎn)端連線及照明通訊協(xié)定。

圖5 以AC供電的智能型照明產(chǎn)品