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在MCU中可以随意配置模拟信号链?TI MSP430FR2355发布

时间:2018-06-15 16:28:16 来源:21ic 作者:刘岩轩 关键字:MSP430FR2355   TI   SAC   模拟   信号链   超值MCU   

 高度集成是目前MCU发展趋势,为了节省整体PCB空间,降低系统设计复杂度,提升MCU产品竞争力,不少MCU都会在内部集成很多资源。而有些时候,这种高度集成的MCU在系统设计的灵活度方面会大打折扣,复用性也较差。TI最新推出的MSPFR2355,在内部集成了4个可配置的智能模拟组合模块(下文简称SAC:Smart Analog Combo),可以在内部任意构建DAC、TIA、OpAmp、PGA等多种模拟器件,并且可以相互组合。从而极大地节约了一些需要外围模拟电路得设计得复杂度和成本。

近日,TI 专门为此款全新得MSP430FR2355在北京召开了新品发布会,德州仪器超低功耗MSP微控制器事业部总经理Miller Adair先生对于MSP430超值系列中的这一新成员进行了详尽的介绍。

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德州仪器超低功耗MSP微控制器事业部总经理Miller Adair

MSP430作为TI的一条畅销多年的16位MCU产品线,市场反响一直非常不错,而此次MSP430FR2355的产品发布,也带来了十足的诚意,主要带来了三大提升。首先在性能上得到了提升,主频从16MHz提升到了24MHz;然后在工作温度范围上实现了提升,目前达到了-40°C~105°工业级水准;最重要的就是在文章开头所提及的内部集成4个SAC。

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高度灵活的SAC可在MSP430内配置成多种信号链

SAC是一种灵活度非常高的模拟模块,根据发布会提供的信息来看,智能模拟组合可以配置成如下如所示的多种不同的模拟信号链。

根据TI的官方手册来看,SAC模块功能包括:

OA(运算放大器)

• 轨到轨输入

• 轨到轨输出

• 多个输入选择

PGA(可编程增益放大器)

• 可配置模式包括缓冲模式和PGA模式

• 可编程PGA增益高达33倍

• 支持反相和非反相模式

DAC(数模转换器)

• 12位DAC内核

• 可编程设置时间

• 内部或外部参考选择

• 软件可选数据加载

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SAC模块通过LPM4在AM中工作,并可通过用户软件进行配置。它的内部集成了高性能低功耗轨到轨输出运算放大器。 这个OA可以配置为在通用(GP)模式下独立工作。 OA输出摆率可以是配置为通过OAxPM位优化建立时间和功耗。 SAC OA在放大器的同相和反相输入端均包含3通道输入选择。为此,NSEL和PSEL分别选择输入。 反相输入包括OAx引脚,PGA,和配对OA的输出。 非反相输入包括OAx +引脚,12位DAC内核和DAC配对OA的输出。 反相OAx也可以与PGA连接以支持反相PGA模式。

SAC DAC模块是一款12位数模转换器。 DAC只能配置为12位模式。 它可以用作参考电压,也可以与OA和PGA一起工作来驱动输出焊盘。

关于SAC的具体的配置模式和参数,可以登录TI的官网进行查询。

据Miller先生介绍,这种SAC的技术来源于TI的模拟部门,MSP430FR2355可以看成是两个部门通力合作的结果。MSP430如何可以帮助客户节省PCB面积,降低系统成本?Miller介绍了两个简单的例子。

据Miller介绍,以烟雾探测器为例。将烟雾探测器拆开,内有一个单片机控制整个系统。一般的单片机都会用ADC做信号采样,外设有一个普通的运放做信号,因为烟感的信号相对比较小,普通的运放将信号放大。在普通运放前还会置有一个跨阻放大器。因为烟感的信号是电流信号,它需要把电流信号转成电压信号,所以前期需要跨阻的放大器。烟感是一个比较典型的系统,有三个主要元器件。利用FR2355的智能模拟组合,跨阻放大器、运放和ADC都可以用FR2355单片实现,这样减少了开发设计难度、节省了成本,并简化PCD的布板。

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Miller还介绍了一个工厂中常用的温度变送器的案例,在一个典型的温度变送器中一共包含5个元器件:前端做信号的放大,ADC做信号的采样,变送器需要MCU做信号处理,处理完以后会有4-20mA的电流回路。用智能模拟组合可以把温度变送器外部需要的信号链路上的ADDA运放,一颗FR2355智能模拟组合集成。据悉,TI还专门推出了一个4-20mA电流环温度变送器参考设计,用户可以在TI官网进行购买。

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持续拓展超值产品线,继续投资铁电MCU

日常消费品市场对价格的要求较高。现在TI的40个超值系列的单片机具有非常有竞争力的价格优势。TI的超值系列中最低端的产品FR2000和2100以25美分的价格支持25个不同功能。而此次最新推出的,SP430FR2355则又在多个方面实现了提升,可以说是加量不加价。

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虽然价格较低,但在性能方面MSP430FR系列并没有妥协,这主要得益于其铁电存储的优势。据Miller先生介绍:“FRAM是TI独立生产与设计的。本着TI对可靠性的高要求,在不降低可靠性的原则下达到105度温度范围。FRAM是TI未来重点投入的领域,以后的FRAM产品肯定也都会支持105℃耐热性。

FRAM主要有三个优势:第一是可以保证低功耗并延长电池寿命;第二是高可靠性,写入次数可以达到10的15次方;第三是灵活性,读写速度快,掉电也不会丢失,用户可以灵活地把它配置成代码、变量或者是数据。据Miller介绍:“现在用户的MCU需要用flash、RAM,而以后只用TI的FRAM就可以全部搞定。”

据悉,MSP430FR2355将于7月份进入量产。同时会提供相应的的launch pad开发板。

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Miller先生对于MSP430FR2355未来的的市场表现非常地有信心,用中国话来说应该会出现一种门槛踏破的场景。不少客户对于这种可配置模拟信号链的MCU有着强需求。小编对于MSP430的此次创新也非常兴奋,期待未来TI将会在MSP430上给我们带来更多惊喜。

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