本刊記者　蘆瀟靜

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TI首推具有可配置低泄漏跨阻放大器的微控制器

本刊記者蘆瀟靜

16位低功耗的MSP430產(chǎn)品線長盛不衰，憑借 20年的經(jīng)驗(yàn)積累，在全球擁有眾多客戶，目前該產(chǎn)品線已經(jīng)有超過500顆IC。隨著便攜式電子產(chǎn)品的大量涌現(xiàn)，TI公司清晰地認(rèn)識到市場需求也在不斷變化，超低功耗MSP微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Miller Adair表示：在IoT和傳感器應(yīng)用方面，客戶迫切需要的是一種能解決多種問題的通用方案，擁有更長的電池使用壽命，能夠?qū)崿F(xiàn)更小、更輕的設(shè)計。為了滿足客戶多元化而苛刻的需求，TI推出全新的MSP430FR2311微控制器(MCU)，來幫助用戶延長感測和測量應(yīng)用中的電池使用壽命。該款器件是業(yè)內(nèi)唯一一款具有集成型低泄漏跨阻放大器(TIA)的MCU，其流耗僅有50 pA。作為TI超低功耗MSP430 MCU系列的延伸產(chǎn)品，該款全新MCU能夠在不犧牲電池使用壽命或電路板空間的情況下提供模擬和存儲技術(shù)的可配置性。

靈活的可擴(kuò)展性

MSP430FR2311采用可配置的模擬與存儲器技術(shù)，諸如運(yùn)算放大器、比較器和內(nèi)置 ADC 等集成模擬外設(shè)提供了全面的前端，以幫助大多數(shù)感測應(yīng)用實(shí)現(xiàn)片上系統(tǒng)，運(yùn)算放大器(反相、非反相或跨阻配置)可幫助用戶連接多種工業(yè)傳感器。實(shí)際應(yīng)用中，有時軟件要實(shí)現(xiàn)很多運(yùn)算的功能去收集不同的數(shù)據(jù)，為此，不得不選擇較大的MCU，以便利用較大的SRAM來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算部分。而MSP430FR2311集成了鐵電隨機(jī)訪問存儲器(FRAM)技術(shù)，F(xiàn)RAM既可用作SRAM，也可用作閃存，如此靈活的配置可以幫助客戶通過一顆小小的MCU來處理很多的數(shù)據(jù)。考慮到特定的應(yīng)用需求，器件還配置了獨(dú)立的 1 KB SRAM，從而為開發(fā)人員提供額外的軟件靈活性。

MSP430FR2311支持廣泛的應(yīng)用及傳感器技術(shù)，那么這么多不同傳感器可以應(yīng)用在哪些市場呢？其中一個是樓宇自動化領(lǐng)域，里面需要很多煙霧控制器、溫度控制器和安防傳感器，以及一些無線開關(guān)；此外，很多的醫(yī)療和可穿戴設(shè)備，以及便攜式或消費(fèi)類電子產(chǎn)品(如移動電源、電動剃須刀等)，都是這顆MCU的理想應(yīng)用場合。

誘人的超低功耗

跨阻放大器 (TIA) 是電流轉(zhuǎn)至電壓的轉(zhuǎn)換器。TIA是常用器件，但是集成在MCU內(nèi)的TIA卻不常見，原因在于很難實(shí)現(xiàn)低功耗。TI憑借模擬技術(shù)方面的優(yōu)勢，在MSP430FR2311中整合了一個能夠?qū)㈦娏鬓D(zhuǎn)換為電壓的超低功耗跨阻放大器(TIA)外設(shè)，功耗僅僅為50 pA，可實(shí)現(xiàn)低電平檢測。在1 MHz的情況下，針對應(yīng)用用例進(jìn)行優(yōu)化的低功耗睡眠模式電流低至170 μA，可將電池的使用壽命延長到10年以上。

實(shí)用的簡易性

憑借支持可配置模擬的高集成MCU解決方案，MSP430FR2311不僅可幫助開發(fā)人員簡化電路原理圖，節(jié)省高達(dá)75%的PCB空間，而且能夠幫助開發(fā)人員利用ADC、運(yùn)算放大器、比較器和TIA等模擬集成器件連接廣泛的傳感器。該解決方案在單個3.5 mm×4 mm封裝內(nèi)集成了FRAM技術(shù)，并避免了對于板上晶振的需求。此外，該單芯片解決方案還可以降低設(shè)計復(fù)雜度和總體項目的開發(fā)時間。

通過使用由Code Composer Studio集成開發(fā)環(huán)境(IDE)和IAR Embedded WorkBench支持的MSP430FR-2311 MCU LaunchPad開發(fā)套件，用戶能夠在數(shù)分鐘內(nèi)開啟設(shè)計開發(fā)工作。而目前正在使用2 KB和4 KB器件的MSP430G2x MCU的用戶，也可以輕松地將他們的設(shè)計遷移至MSP430FR2311 MCU，并充分利用非易失性FRAM所具有的更高性能以及更高的模擬集成度。此外，TI提供了很多實(shí)用的參考設(shè)計，比如通過一個光電二極管和TIA配置進(jìn)行電流感測的MSP430FR2311煙霧探測器參考設(shè)計，用戶可以深入研究一個應(yīng)用的實(shí)施；在醫(yī)療、健康和健身、樓宇自動化及個人電子設(shè)備等領(lǐng)域進(jìn)行開發(fā)工作的用戶，則可以通過TI Design參考設(shè)計 (TIDA-00242)來進(jìn)一步延長電池使用壽命。

借助16/32位產(chǎn)品組合提供更多可能

除MSP430系列之外，去年TI推出了32位的超低功耗微控制器MSP432。通過將MSP430和MSP432進(jìn)行整合，客戶可以擁有一個很好的MCU超低功耗組合。談到二者的定位，德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻表示：前者通常用在需要花很多時間在睡眠狀態(tài)下的應(yīng)用，例如煙霧探測器，大部分時間MCU處于睡眠狀態(tài)，偶爾才運(yùn)作，對于這樣的應(yīng)用MSP430是最適合的產(chǎn)品；而后者則更適合既需要具備較高運(yùn)算性能、同時又要求低功耗的應(yīng)用。

未來，TI將為MSP430產(chǎn)品線研發(fā)更多新的產(chǎn)品，并將整合越來越多的模擬部分。