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精雕细琢打造(zào)MCU,开(kāi)辟属于自己的(de)Cortex-M0+新赛道(dào)!
文章转载来源:张国斌
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/6Foe6C4MND-K9kbXl0SJ6w
Cortex™-M0+是ARM公(gōng)司2012年发布的一款拥(yōng)有极高能(néng)效的低(dī)功耗、低成本微(wēi)控(kòng)制器内(nèi)核(hé)IP,基于32位ARMv6内核架构,支持Thumb/Thumb-2子集ISA,单核(hé)心,如果采(cǎi)用低(dī)成(chéng)本的90nmLP工艺制造,其核心面积区(qū)区0.04平(píng)方毫(háo)米,每(měi)MHz单位(wèi)频率消耗的电流、功(gōng)耗(hào)分别仅有9μA、11μW,基(jī)于该(gāi)内核的MCU可广泛用于(yú)家用器具、白色(sè)家电、医疗监控、测量(liàng)、照明、马达控制设备等领域。
发布10多年来,基于(yú)Cortex™-M0+的MCU已经大量出货(huò),知名(míng)的半导体厂商如TI 、ST 、NXP等多家(jiā)MCU厂商都推出了基于Cortex™-M0+的MCU ,如今(jīn),物联(lián)网市场如(rú)火如荼 ,在大量基于(yú)Cortex™-M0+的MCU已经面市的情况下,Cortex™-M0+ MCU在(zài)以这片红海中还有发展的空间吗?
答案是:有,近(jìn)日(rì)武汉【万象城在线登录 集团】承接建筑室内外设计装修,特种工程(切割加固、纠偏平移、起重吊装、防雷工程)设计施工,家居设计装修,别墅设计装修,公装设计装修,办公室设计装修,酒店设计装修,会所设计装修?,洗浴设计装修,KTV设计装修、医院设计装修,学校设计装修,连锁店设计装修,专卖店设计装修等装饰装修工程。"和芯源半导体推(tuī)出的基(jī)于Cortex™-M0+内核CW32L010新品系列就(jiù)是通过差异化的细节设计开辟(pì)了属(shǔ)于自己的新赛道(dào)。
武(wǔ)汉【万象城在线登录 集团】承接建筑室内外设计装修,特种工程(切割加固、纠偏平移、起重吊装、防雷工程)设计施工,家居设计装修,别墅设计装修,公装设计装修,办公室设计装修,酒店设计装修,会所设计装修?,洗浴设计装修,KTV设计装修、医院设计装修,学校设计装修,连锁店设计装修,专卖店设计装修等装饰装修工程。"和芯源半(bàn)导体(tǐ)有限(xiàn)公司技术总监张亚凡在接受电子创新网(wǎng)独家(jiā)专访时表示:“我们此次新品发布打(dǎ)出的口号是“树立M0+产(chǎn)品(pǐn)行业新(xīn)标杆”,目前我们(men)提供(gòng)三种封装形式,分别是QFN20,TSSOP20和SOP16。分(fèn)别针对当前通(tōng)用应用环(huán)境下的(de)小型化需求、标准兼容需求以(yǐ)及引脚间距(jù)大一些(xiē)、引脚数要求少一些的需求。”
他补充说该产品瞄准(zhǔn)的(de)是需求量最(zuì)大的通用20引脚入门级32位MCU市场(chǎng),最大的引(yǐn)脚(jiǎo)数就是20。和早期功能简单的8位(wèi)机相比,【万象城在线登录 集团】承接建筑室内外设计装修,特种工程(切割加固、纠偏平移、起重吊装、防雷工程)设计施工,家居设计装修,别墅设计装修,公装设计装修,办公室设计装修,酒店设计装修,会所设计装修?,洗浴设计装修,KTV设计装修、医院设计装修,学校设计装修,连锁店设计装修,专卖店设计装修等装饰装修工程。"和芯源半导体提供了高达64Kbyte的FLASH容量(liàng)和高达(dá)4Kbyte的RAM容量(liàng)。
“这(zhè)是因为很多客户发(fā)现在开发过程(chéng)中,如(rú)果用市面(miàn)上(shàng)常规(guī)的20引脚产(chǎn)品,Flash配置通常为16K,32K,RAM通常(cháng)为2K或者1K,经常遇到(dào)存储容量不(bú)够(gòu)导(dǎo)致开(kāi)发进行不(bú)下去(qù)的(de)问(wèn)题。我们这次得益于(yú)华(huá)虹(hóng)在(zài)90nm制程上(shàng)Flash技术的长足发展,直接给(gěi)到客户翻倍(bèi)的存储容(róng)量,让客(kè)户在入门级的MCU上也可(kě)以灵活安排程序(xù)和数据存储。”他指出,“除此之外,作为一个标准品通用MCU,我们该提供(gòng)的配置都有提供,没有过度的裁剪。比如说应该配备的、各种定时器、ADC、SPI、I2C、UART等等。另外值(zhí)得注意的是,这是(shì)一个标准(zhǔn)工业级(jí)温度范(fàn)围的、具备宽电压工作特性的、经由正(zhèng)规设计、验(yàn)证(zhèng)和测试流程,用正向研发(fā)方式做出来的产(chǎn)品,是我们【万象城在线登录 集团】承接建筑室内外设计装修,特种工程(切割加固、纠偏平移、起重吊装、防雷工程)设计施工,家居设计装修,别墅设计装修,公装设计装修,办公室设计装修,酒店设计装修,会所设计装修?,洗浴设计装修,KTV设计装修、医院设计装修,学校设计装修,连锁店设计装修,专卖店设计装修等装饰装修工程。"和芯源半导体在MCU技术道路上的一个重要(yào)里程碑。
”据介(jiè)绍,CW32L010系(xì)列(liè)采用主频高达48MHz的ARM® Cortex®-M0+内核,配备高速(sù)嵌入(rù)式存储器,包括多(duō)达64K字节FLASH和4K字(zì)节(jiē)SRAM。该系列(liè)接口丰(fēng)富,所有型号均(jun1)提供完整的通(tōng)信接口(双路UART、一路(lù)SPI和一路I2C),以及12位高速ADC、四(sì)组通用和基本定时器(qì)、一组低功耗定时器和一组高级控制PWM定时器(qì)。
此外,CW32L010支持在(zài)-40℃至85℃的工作温度范围内运行,供电(diàn)电压范围为1.62V至5.5V,同时具(jù)备Sleep和DeepSleep两(liǎng)种低功耗(hào)模式。
此外,它还有(yǒu)如下(xià)特点:
1、64K超(chāo)大Flash存(cún)储容量, 数据保持(chí)时间长达25年,支(zhī)持擦写保(bǎo)护、读保护(hù)和安全运行库保(bǎo)护(hù)功(gōng)能。
2、黑(hēi)客级(jí)代码安全(quán)防护:创新(xīn)的安(ān)全特(tè)性 - 允许用(yòng)户划(huá)定一块(kuài)指令存储区域,仅通过指令(lìng)总线取指令执(zhí)行,禁(jìn)止数据总线访问,即(jí)使攻击者尝试通过下载间谍(dié)程(chéng)序挟持(chí)内核(hé)也(yě)无法(fǎ)访问该区域,有效保护敏感算法和关键功能(néng)。
3、极限超低功耗:待机电流(liú)低至0.3uA - 高温待机电流仅(jǐn)为1.2uA,远(yuǎn)低于竞品(pǐn)平均(jun1)水平。
4、全(quán)新设计(jì)的高级定时器:兼容(róng)G4相关IP - 新增PWM移(yí)相(xiàng)、多(duō)点比较(jiào)等功能(néng),单个高级定时器支持多达6对互补PWM输出,灵活调(diào)整PWM边沿位置(zhì)。
5、高精(jīng)度RTC补偿(cháng):补偿精度达0.060ppm - 支持(chí)亚秒级读数,优化了RTC补偿机制。
6、全面升级的低功耗串口:支持LIN、RS485硬件使能 - 接收数(shù)据时可灵活配置接口电平,产生关键字(zì)中断和帧超时(shí)中断,支(zhī)持多种硬件功能。
7、出(chū)色(sè)的Latch Up测试成绩:高温闩锁(suǒ)门限测试成绩高达±600mA - 远(yuǎn)高于行业一(yī)般(bān)水平,提供强(qiáng)大(dà)的ESD防护能力(lì),是相比竞品一般水(shuǐ)平的3~6倍(bèi)。
8、高性能ADC:16路ADC输入,采样(yàng)率可达2M – 各通道采样保持时间可独(dú)立配置,适应不同应用需求。
9、内部(bù)时钟源特性优异(yì):内置RC时(shí)钟源技术特性优于(yú)竞(jìng)品 - 无论是HSI还是LSI,都(dōu)表现出色,降低了对(duì)外置晶体的(de)依赖,优化(huà)了成(chéng)本。
张亚凡特别指出该新品超(chāo)低功耗评估指标非常多,一般将待机(jī)电流(常温/高温)、全速运行(háng)电流等几个主要指标拿出来比较(jiào),CW32L010采用(yòng)特(tè)别工艺制程,将待机(jī)电流控制在0.3uA,特(tè)别是高温待机电(diàn)流(liú)是竞品平均水(shuǐ)平的1/4~1/8。
精雕细琢打(dǎ)造产(chǎn)品(pǐn),细节见真章(zhāng)
他表示在高速ADC方面,CW32L010的(de)ADC配置(zhì)比(bǐ)以前(qián)增加了一个功(gōng)能:就是(shì)每个采样通(tōng)道都是(shì)可以独立配置(zhì)采样保持时间的,他(tā)说这也是客户提的要(yào)求。因为如果这个(gè)功能没有的话,客(kè)户在(zài)对不同的信号源(yuán)进行采(cǎi)样的时候(hòu),就得被迫用同一(yī)种采样保持时(shí)间,那(nà)实际工作的时候就存在众口难调的问题,有(yǒu)些内阻比(bǐ)较大的信号源要(yào)求(qiú)比较长(zhǎng)的采样保持时间,如果加信号调(diào)理的话就又需(xū)要额外的开支了。现在的设计(jì)比较(jiào)好,不同(tóng)的通(tōng)道独立配置时(shí)间,让ADC配置的适应性灵(líng)活性更(gèng)强了。
在这次新品发布会上,武汉【万象城在线登录 集团】承接建筑室内外设计装修,特种工程(切割加固、纠偏平移、起重吊装、防雷工程)设计施工,家居设计装修,别墅设计装修,公装设计装修,办公室设计装修,酒店设计装修,会所设计装修?,洗浴设计装修,KTV设计装修、医院设计装修,学校设计装修,连锁店设计装修,专卖店设计装修等装饰装修工程。"和芯源半导体提(tí)出了在安全方面(miàn)新品是“黑客级安全代(dài)码防护”,对此张亚凡表(biǎo)示(shì)作为(wéi)专(zhuān)业的MCU,必然考虑用(yòng)户的代(dài)码及知识产(chǎn)权保(bǎo)护。尽管(guǎn)目前大多数(shù)MCU都支持多种安全等级,阻止通过(guò)SWD/ISP接(jiē)口(kǒu)读(dú)取Flash内容。但通过(guò)下载间谍程序(xù),用挟持内核的方式(shì)对Flash指令区做数据访问一(yī)般都被允许(xǔ)。CW32L010则可以阻止这个入侵,芯(xīn)源半导体独创性的(de)允许用户划定一块指令存(cún)储(chǔ)区域,在这个区域内只能通过指令总线取指(zhǐ)令执行,但不允(yǔn)许通过数据总线访问数据,用户可以将敏感的代(dài)码库存(cún)储在这个区(qū)域,只(zhī)能调用(yòng),无法复刻。除此之外,CW32全系列产品(pǐn),符合IEC60730,IEC61508 功能(néng)安全设(shè)计(jì)规范。
此外,他(tā)还强调该MCU的IO口(kǒu)带有滤波防抖(dǒu),“我们(men)用MCU的时候经常会用IO口来检测按键、或者(zhě)继电器触(chù)点(diǎn)的状态变(biàn)化,传统上的思路是,按键产(chǎn)生中断的时候不要立即马上去处理(lǐ)他(tā),要延迟10个(gè)毫秒左右再去判断(duàn)一(yī)次(cì),如果两次判断都(dōu)是(shì)有动作,那再去处理也不迟。今天这个由软件来(lái)做的按键防(fáng)抖功(gōng)能(néng),我们用硬件来完成了。”他(tā)解释说,“我们是怎么做的呢?我们(men)的(de)IO口的信号传输到中断系统(tǒng)的通(tōng)道,可以选择去(qù)通过一个(gè)数字(zì)滤波(bō)器,而这(zhè)个数字滤波器(qì)的刷新时钟可(kě)以在上面(miàn)这些时钟源里面去自由选(xuǎn)择。那如果我们选(xuǎn)择了这(zhè)个速度比较(jiào)低的LSI作为(wéi)这个(gè)时钟源,那就相当于用比较慢的速(sù)度对(duì)这个输入信号进行了多次的(de)确(què)认,相当于节省了软件的开销了。同样的,如果外(wài)部有滤波电容的话(huà)也就(jiù)不再需要原先(xiān)那么大的,这是节省了(le)硬件开销了。”
此外,他表示该(gāi)MCU的内部时钟(zhōng)源的温度(dù)特性和校准结果(guǒ)非常(cháng)优秀,“我们都知(zhī)道,我们这个(gè)规格的MCU,配(pèi)置外部晶体的客户是很少的(de)。系统稳定运行(háng)的时钟源(yuán)基本都靠内部的(de)RC振荡(dàng)器来提供。这里如果没(méi)有设计好的话,很容(róng)易出现时钟偏差,严重的(de)时(shí)候还会影响串行通信波特率上不(bú)去,以及电机转速不(bú)准确,时序(xù)响应不及时等等问题(tí)。而我们做(zuò)到的内部时钟的出厂(chǎng)精度是完全满(mǎn)足(zú)客(kè)户的苛刻(kè)要(yào)求的,目前没有客户(hù)对这(zhè)个性能指标不满意,在国内工艺制程里面也很难找到对应的(de)参数成(chéng)绩(jì)。”他解(jiě)释说。
针(zhēn)对未(wèi)来(lái)产(chǎn)品规划,他表示:“有的(de)客户说,CW32L010很好,但是(shì)RAM容量4K还是偏少了一(yī)点,引脚(jiǎo)数还是少了一点。那我们下一个产品(pǐn)会(huì)解决(jué)这(zhè)个问题,那就是CW32L011,它被设计(jì)为(wéi)最大32个引脚,内置6Kbyte的RAM,同时它是我(wǒ)们第一颗96M主频的Cortex-M0+产品。”
此外,他透露:“另外为了更好(hǎo)的适应电机控(kòng)制应用,我们(men)还会出一颗48Pin的产品,在继(jì)承了CW32L011的96M主频的同时,还增加了两路DAC、两路OPA、以及(jí)8Kbyte的(de)RAM,DMA控(kòng)制器以及除法开方硬件单(dān)元,Cordic三角函数计算器等等硬(yìng)件(jiàn),使得(dé)她在应对电机控制应用(yòng)的(de)时候更加的游刃有余(yú)。”
受益于物联网以及电子(zǐ)产品(pǐn)智能化的发展,近几年(nián)全球MCU市场规模呈现增长的趋势。根据Precedence Research的数据(jù),2022年(nián)全(quán)球(qiú)MCU市场约(yuē)为282亿(yì)美元,预计2030年有(yǒu)望达582亿美元(yuán),未(wèi)来 8年CAGR为9.48%;同时根据IHS和IC Insights也预测2022年中国MCU市场规模约为(wéi)390亿(yì)元,同 比增(zēng)长7.7%,预计2026年将(jiāng)有望突破500亿元,未来增(zēng)长潜力(lì)巨大。
在这(zhè)个(gè)巨大的(de)增量(liàng)市场中,虽(suī)然玩家众多,但是只要在产品上以客户需求为导向,精雕细琢,精心打造,总(zǒng)能开辟出属于(yú)自己的新赛道。
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