集成FRAM MCU優(yōu)勢幾多？讓MSP430FR4x/FR2x告訴你！

　　物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來加速了我們生活的智能化速度。智能化，通常意味著單片機(jī)系統(tǒng)需要控制更多的傳感器、采集更多的數(shù)據(jù)，從而帶來電池系統(tǒng)如何能夠保證供電壽命，以及讀寫數(shù)據(jù)的存儲器件壽命是否符合要求的挑戰(zhàn)。為此，幾年前，德州儀器開創(chuàng)性地將超低功耗鐵電存儲器(FRAM)集成到MSP430當(dāng)中，解決了單片機(jī)在智能化生活中節(jié)能、可靠性性等問題，給開發(fā)人員帶來更多靈活性。

　　如今，MSP430鐵電家族系列再添新?。?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/MSP430FR">MSP430FR4x/FR2x MCU，以及一款可在占有極小內(nèi)存下提供所有非易失性FRAM優(yōu)勢的新型低成本LaunchPad原型快速生成套件。

　　那么集成FRAM 的MCU到底有多好?用了MSP430FR4x/FR2x就知道!

德州儀器MSP430中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理刁勇   德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部MSP430業(yè)務(wù)經(jīng)理夏樹榮先生

TI  超低功耗MSP430FRAM產(chǎn)品組合

　　目標(biāo)：解決四大挑戰(zhàn)

　　德州儀器MSP430中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理刁勇指出，這兩個(gè)系列產(chǎn)品要沖破的單片機(jī)市場挑戰(zhàn)很明確：第一，現(xiàn)在的客戶要求功能增加，但電池的壽命不能降低、體積要更小。因此，如何把系統(tǒng)的功耗降低成為挑戰(zhàn)。第二，在功耗預(yù)算范圍內(nèi)，工程師在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中會出現(xiàn)很多問題，這需要花相當(dāng)多的時(shí)間去調(diào)試。第三，嵌入式軟件的復(fù)雜性增加。在此條件下，如何滿足上市的時(shí)間需求成為工程師的壓力之一。第四，如何選擇一個(gè)具有擴(kuò)展性的平臺，能夠持續(xù)地保證客戶不同產(chǎn)品開發(fā)的需求，節(jié)約軟硬件投資。

　　他介紹，解決上述四大挑戰(zhàn)，FR4x/FR2x采用了TI獨(dú)有的技術(shù)存儲和創(chuàng)新。

　　策略：專有技術(shù)支持

　　德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部MSP430業(yè)務(wù)經(jīng)理夏樹榮先生解釋，德州儀器從多個(gè)角度解決上述四大挑戰(zhàn)。

　　降低功耗方面，FR4x/FR2x MCU采用了TI的ULP(超低功耗)架構(gòu)，可以使器件獲得超低運(yùn)行功耗，讓對比度保持均衡的LCD待機(jī)功耗極低，實(shí)現(xiàn)功耗典型值為126μA/MHz，LCD通電情況下待機(jī)電流低于1μA。

　　提高調(diào)試效率方面，TI的EnergyTrace技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)試能量，該技術(shù)使開發(fā)人員能以nA級至mA級的電流分辨率來分析功耗。

　　傳統(tǒng)上，工程師在低功耗調(diào)試的時(shí)候，很多情況下因?yàn)檫\(yùn)行的軟件在系統(tǒng)運(yùn)行不同的時(shí)間點(diǎn)功耗不同，而且還要根據(jù)場景變化來調(diào)整功耗，非常麻煩。利用EnergyTrace技術(shù)，工程師能控制自己的功耗預(yù)算并優(yōu)化軟件，為每個(gè)FR4x/FR2x MCU外設(shè)實(shí)時(shí)分析功耗，可以非常方便地管理電能。同時(shí)，使用MSP430FR4133 LaunchPad或MSP-FET編程器/調(diào)試器，開發(fā)人員可以獲得免費(fèi)的能量測試技術(shù)，對代碼執(zhí)行做出明智判定并基于功率分布圖進(jìn)行優(yōu)化。

　　比如工程師在開發(fā)溫控器或者是水表的時(shí)候，要看待機(jī)功耗和運(yùn)行功耗是高了還是低了，F(xiàn)RAM寫入的時(shí)間過長的話功耗是否達(dá)到要求?EnergyTrace技術(shù)可以幫助工程師來評估每一步操作、哪一個(gè)時(shí)間段、哪一個(gè)模塊的功耗高低，從而調(diào)整程序代碼和配置。EnergyTrace技術(shù)還可以幫助判定某個(gè)程序代碼下的功耗，同時(shí)給出建議，什么樣的寫入方法可以降低功耗。這使以往工程師最頭疼的問題得到解決。

　　簡化配置和軟件設(shè)計(jì)方面，全新MSP-EXP430FR4133 LaunchPad套件包括一個(gè)帶有軟件可配置LCD引腳的分段LCD驅(qū)動器，以實(shí)現(xiàn)輕松快捷的硬件布局，紅外調(diào)制硬件則可減少軟件需求。多達(dá)60個(gè)的GPIO引腳不僅可簡化設(shè)計(jì)，同時(shí)還能降低系統(tǒng)復(fù)雜性，節(jié)省電路板空間。此外，該套件還配備了一個(gè)集成充電泵，即便在MCU處于低功耗模式時(shí)其仍能使LCD對比度保持均衡。

　　GPIO引腳可以通過軟件任意選擇。比如有36個(gè)引腳可以自己用軟件支配，那么到下一個(gè)產(chǎn)品PCB布局的時(shí)候不需要改動硬件的布局，只要通過軟件來實(shí)現(xiàn)就可以了。

　　滿足客戶未來產(chǎn)品開發(fā)的可擴(kuò)展平臺方面，從2012年TI的第一顆FRAM MCU產(chǎn)品開始，到MSP430FR7X于2014年6月份量產(chǎn)，再加上FR4X/2X，TI已經(jīng)擁有覆蓋面很廣的低功耗FRAM MCU，F(xiàn)RAM覆蓋范圍從4K～124K，有100多個(gè)FRAM的型號投入量產(chǎn)。TI MSP430FR MCU已經(jīng)不是單個(gè)的產(chǎn)品，而是一個(gè)平臺，可以滿足用戶各種各樣的需求。

　　優(yōu)勢：不止是靈活和節(jié)能

　　此外，刁勇與夏樹榮一再強(qiáng)調(diào)FRAM給MCU帶來的諸多優(yōu)勢。用三點(diǎn)總結(jié)就是：可寫入更多，可降低功耗，可簡化開發(fā)。這對工程師來說都是至關(guān)重要的。

　　創(chuàng)新的存儲器技術(shù)帶來設(shè)計(jì)靈活性。MSP430FR4x/FR2x MCU 的FRAM的可擦寫次數(shù)達(dá)到10(15)，讀寫操作速度比Flash快很多。把數(shù)據(jù)寫入存儲器是需要花時(shí)間的，是需要花功耗的。FRAM的寫入速度是正常的Flash的100倍。因?yàn)镕RAM可以把整個(gè)單片機(jī)的存儲做到統(tǒng)一，這使客戶在選擇平臺及設(shè)計(jì)的時(shí)候非常靈活。此外，它在做實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)量非常大的情況下，耐用性也非常好。易用性方面，F(xiàn)RAM可以對字節(jié)進(jìn)行操作，對數(shù)據(jù)的操作上可以做得非常地簡化。

　　為了配合FRAM產(chǎn)品，TI打造了一個(gè)非常完整的生態(tài)系統(tǒng)，其中包括CCS、硬件開發(fā)工具等。比如在CCS里有兩個(gè)工具是專門針對低功耗設(shè)計(jì)的，一個(gè)是低功耗設(shè)計(jì)顧問，它是把TI在幾十年來低功耗設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成設(shè)計(jì)的原則，客戶可以用這個(gè)低功耗設(shè)計(jì)檢查與優(yōu)化。另外就是EnergyTrace，它可以以一種圖形化的界面追蹤到每一個(gè)單片機(jī)的外設(shè)，客戶能夠在設(shè)計(jì)功耗特別是在調(diào)試的時(shí)候簡化調(diào)試的過程。

　　MSP430FR MCU都實(shí)現(xiàn)了引腳和代碼兼容，特別適用于一些需要超低功耗、靈活閃存和智能模擬集成的應(yīng)用場景，如家庭自動化系統(tǒng)、家用電器、遙控裝置、能量采集等領(lǐng)域。