安全威胁日益复杂，给物联网（IoT）、消费、工业、医疗和其他市场产品开发带来了挑战。这些产品必须具备强大的嵌入式安全性，同时还要求低功耗以延长电池寿命。Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）近日宣布推出业界首款在单一封装中集成了安全子系统和Arm^® TrustZone^®技术的PIC32CM LS60单片机（MCU）。新款单片机集成了Microchip的可信平台（Trust Platform）安全子系统，让使用单个单片机而不是两个或多个芯片来开发终端产品变得更加容易。现在，设计人员可使用这款值得信赖的32位单片机，来保护产品和终端用户的智能家居设备、智能手机或平板电脑配件、便携式医疗设备、可穿戴设备、互联电器和工业机器人免受远程或物理攻击。

随着物联网行业的持续快速发展，对于边缘设备而言，高标准的安全保护已变得不可或缺。PIC32CM LS60结合了易于使用的Arm TrustZone技术和通用标准联合解释库（JIL）中认定的“高”等级可信平台安全子系统，使开发人员能够实施业界公认的安全实践和对策，以防范各类已知的远程和物理攻击。相关设计得到了MPLAB^® 代码配置器（MCC） TrustZone Manager和可信平台设计套件等工具的支持，从而简化了安全子系统的配置。Microchip 可信平台配置服务可用于安全地配置密钥和证书。

Microchip 32位单片机业务部副总裁Rod Drake表示：“PIC32CM LS60在单个封装中集成了Arm TrustZone技术和Microchip的安全子系统，是市场上前所未有的产品。我们相信这款单片机的安全性、易用性和低功耗将有力地推动物联网应用采用先进的安全技术。”

随着防水可穿戴设备和现代电器越来越多地采用触屏功能，嵌入式设计人员面临着开发能在嘈杂和潮湿环境中稳健运行的触屏界面的挑战。PIC32CM LS60集成了增强型外设触屏控制器，具有Driven Shield Plus功能，可防止因潮湿造成的误触屏，并提供高抗噪能力，以实现卓越的触屏界面功能。

此外，该器件具有独立于内核的SleepWalking外设和事件系统。这些外设可使单片机内核长时间处于休眠模式，以减少功耗。它还配有片上模拟，包括运算放大器（o运放）、数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC），可在休眠模式下运行并与各种传感器连接。PIC32CM LS60与MPLAB Data Visualizer和Power Debugger工具兼容，可用于实时监测、分析和微调功耗数据。这使客户更容易开发低功耗应用，并更快地向市场推出电池续航时间更长的产品。

开发工具

Microchip提供以下开发工具和服务来支持PIC32CM LS60及其他型号：可信平台配置服务、可信平台设计套件（TPDS）、带有用于Arm TrustZone的MPLAB 代码配置器的MPLAB Harmony v3平台、触摸函数库、触摸配置器、MPLAB Data Visualizer、功率调试器，以及PIC32CM LE00 Curiosity Pro评估工具包、PIC32CM LS00 Curiosity Pro评估工具包、PIC32CM LS60 Curiosity Pro评估工具包、PIC32CM LE00超低功耗防水触屏参考设计、MPLAB X集成开发环境（IDE）及其调试器、编程器和编译器生态系统。

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如今，运行实时操作系统（RTOS）的大型32位单片机（MCU）和微处理器（MPU）日益普及。不过，如果使用一个大型单片机处理复杂的应用，可能会在执行小型后台处理任务时遇到CPU资源方面的问题，这些任务虽然并不复杂，但十分耗时。8位和16位MCU等小型器件可用于减轻32位器件的工作负荷。

试想一下这样一个示例：将一个32位MCU用于控制汽车的非安全功能，如娱乐系统、环境照明和空调。此32位器件必须对其资源进行分配，以便处理与这些功能相关的所有任务。这样的任务还包括测量驾驶室内多个点的温度、打开/关闭空调系统、更新图形显示、处理用户输入、调整照明条件和播放音乐。即使对于大型32位器件，这些工作量也过于繁重。

但是，如果32位器件将部分任务负荷转移给几乎不需要监控的子处理器，每个子处理器仅负责处理其中的1或2个任务，那么这些任务会更易于管理。这可以释放主处理器上的CPU资源，从而降低软件的复杂性，同时提高性能并缩短执行时间。

这种解决方案与单片机中的外设有异曲同工之妙。外设是专用硬件的小型模块，可以添加新功能（例如运算放大器或模数转换器），也可以减少执行给定功能时CPU必须承担的工作量。在某些情况下，初始化后，外设可独立于CPU运行。

为了说明外设的优势，我们以产生脉宽调制（PWM）信号为例。要在没有专用外设的情况下产生PWM，只需将I/O线设为高电平，等待一定数量的周期后，将其设为低电平，再等待一段时间，然后重复操作。这会占用大量CPU周期，并且对于某些功能（如RTOS）来说，难以可靠地执行。相比之下，PWM外设允许CPU在执行其他任务的同时设置所需的波形参数。

今天推荐专家技术文章《部署处理特定任务的单片机来简化复杂设计》将介绍两个示例。第一个示例说明了减轻CPU密集型任务负荷的优势。在该案例中，使用了一个8位MCU来创建I/O扩展器。I/O扩展器并不复杂；然而，由于需要频繁处理中断，因此它们会占用大量的CPU时间。通过使用专用MCU来完成这项任务，大型32位器件可以减少I/O使用和需要处理的中断次数。此外，I/O扩展器的功能集可在软件中设置，因此支持针对应用进行定制和调整。

第二个示例以创建独立于CPU运行的电压频率（V/F）转换器为例，展示了独立于内核的外设的性能。在这个示例中，CPU的唯一功能是初始化外设并将调试打印消息发送到UART。在大型系统中，当V/F在后台运行时，CPU可以执行另一个简单的任务。

在2022年，随着智能手机、自动驾驶汽车和5G无线连接主导嵌入式设计市场，Microchip的8位PIC®和AVR®单片机（MCU）系列市场份额不断扩大。在过去50年里，8位MCU市场一直在稳步增长，Microchip每年的销量相当于西半球人手一件。为了支持持续的增长趋势，Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）近日宣布推出5个新产品系列和60多款新独立器件，为嵌入式设计人员提供最常见问题的简单解决方案。

寻求创新设计的设计人员正转向利用Microchip的PIC和AVR单片机系列新产品。这些新产品拥有强大的处理能力，能够与其他芯片和模拟外设轻松通信，在构建时无需对印刷电路板（PCB）进行改动，就能实现超强配置。这些器件将类似ASIC的功能与简单的开发经验相结合，扩展了传统MCU的功能，并允许它们被配置为智能外设芯片。类似PIC16F171系列中的软件控制运算放大器、多电压输入/输出（MVIO）和带计算功能的模数转换器（ADCC）的智能外设，为原本不使用传统MCU的应用带来了新的价值。

使用不同电源电压芯片的系统经常需要跨越多个电压域（例如，将5V的 MCU连接到1.8V的传感器）。此类系统通常需要电平转换硬件，从而增加了成本。Microchip最新的8位MCU（包括AVR DD系列）中的MVIO外设允许MCU上的单个端口在与MCU其他部分不同的电压域中工作，从而无需额外的外部元件。

有些系统要求一定水平的速度和响应时间，这是基于软件的处理难以达到的。Microchip PIC和AVR产品系列的独立于内核的外设（CIP）可以用MPLAB®代码配置器（MCC）进行编程，以方便连接形成硬件处理链。这使得创建定制外设成为可能，从而消除了软件处理的周期时间。例如，通过配置一个由脉宽调制器（PWM）、SPI接口和可配置逻辑单元（CLC）组成的超级外设，即可轻松控制一个需要独特时序才能正确驱动的WS2812 LED阵列。

随着8位PIC和AVR MCU器件市场的持续增长，Microchip通过坚持其产品组合和支持结构中的强大基本功能，持续响应客户的长期需求。PIC和AVR MCU非常容易用于设计，其支持网络使Microchip的客户能缩短实现收益的时间。8位MCU产品组合是引脚（pin-to-pin）兼容的，当需要更高性能或客户希望最大限度地提高产品供货，同时尽量减少重新设计的要求时，可以选择替代的PIC或AVR MCU。

Microchip 8位单片机业务部营销副总裁Greg Robinson表示：“PIC和AVR MCU非常受欢迎，它们的设计能够满足我们客户对当前以及未来应用的要求。我们还为8位PIC和AVR MCU建立了强大的供应链，绝大部分都在Microchip自有工厂中生产。这使我们能够以业内不常有的方式控制生产过程。”

开发工具

Microchip提供由硬件和软件工具组成的完整开发生态系统，包括MPLAB® X和MPLAB® Xpress集成开发环境（IDE）以及MPLAB®代码配置器（MCC），后者提供直观的图形界面，为基于8位MCU的项目生成生产就绪的安装和应用代码。

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大小端及字节序在嵌入式软件开发过程中经常会遇到，数据传输、存储、通信等这些地方都会牵涉到，下面就来给大家分享一下相关知识。

回顾字节序

字节序，即字节在电脑中存放时的序列与输入（输出）时的序列是先到的在前还是后到的在前。
---来自百度百科

拿数据 0x01020304为例：

在大端CPU中：数据将存储为0x01（address + 0），0x02（address + 1），0x03（address + 2），0x04（address + 3）。

在小端CPU中：数据将存储为0x04（address + 0），0x03（address + 1），0x02（address + 2），0x01（address + 3）。

如果你的程序使用简单的数据结构（例如“ int”和“ short”），则没有什么麻烦。但是，如果数据结构类似于以下示例，则可能会遇到问题。

union {
 unsigned int dat;
 unsigned char c[4]; 
}X;

void foo( ) {
 int t0;
 X.dat = 0x01020304;
 t0 = X.c[0];
 ・・・
}

在大端 CPU 中编译并执行此代码时， t0”的值为0x01。在小端CPU中， t0”的值为0x04。

那么问题来了：要想使存储顺序从大端，变为小端，怎么办呢？

方法其实有很多种，这里讲讲针对IAR的两种方法：

• 使用__big_endian关键字。

• 使用__REV, __REV16, __REVSH, RBIT函数。

使用__big_endian关键字

IAR中__big_endian关键字提供了一种方便的方式来将应用程序从big-endian移植到little-endian。

__big_endian关键字用于访问以big-endian字节顺序存储的变量，而与应用程序其余部分使用的字节顺序无关。在ARMv6或更高版本进行编译时，可以使用__big_endian关键字。

只需添加__big_endian关键字即可，如：

____big_endian union {
 unsigned int dat;
 unsigned char c[4]; 
}X;

void foo( ) {
int t0;
X.dat = 0x01020304;
t0 = X.c[0];
・・・
}

修改后的代码在低位字节CPU中编译和执行，变量“ t0”为0x01。

注意：此关键字不能用于指针。同样，此属性不能在数组上使用。

同时，关键字__big_endian插入REV指令以交换字节数据，REV指令的插入会影响代码大小和执行时间。

关键字具有限制，不能应用于复杂的数据结构，比如以下代码会生成错误：

__big_endian
union {
 unsigned long dat;
 unsigned char c[4];
 struct {
 unsigned long a0: 1;
 unsigned long a1: 1;
 unsigned long a2: 2;
 unsigned long a3: 4;
 unsigned long a4: 8;
 unsigned long a5: 16;
 }s;
} f1_dat2;

使用__REV, __REV16, __REVSH, RBIT函数

大端和小端之间的字节顺序差异只是顺序，因此我们需要做的是更改字节顺序，我们再次以变量0x01020304为例：

我们可以通过代码实现交换功能，比如：

typedef unsigned long uint32_t;
uint32_t bswap_32(uint32_t x) {
　　uint32_t t = x;
　　uint32_t s;
　　s = ( (((uint32_t)(t) & (uint32_t)0x000000ffUL) << 24) |
　　　 (((uint32_t)(t) & (uint32_t)0x0000ff00UL) << 8) | 
　　　　 (((uint32_t)(t) & (uint32_t)0x00ff0000UL) >> 8) | 
 (((uint32_t)(t) & (uint32_t)0xff000000UL) >> 24) );
 return s; 
}

通过这种方式实现，将导致消耗更多时间和代码大小。

在C代码中，我们通常编写内联汇编代码实现交换。IAR有种内部函数可以实现该功能。

比如下面交换功能：

代码如下：

#include <intrinsics.h>
void x1( void ) {
s2 = __REV(s1);
s3 = __REV16(s1);
s4 = __REVSH(s1);
}

以上就是在IAR中实现大小端字节序的迁移方法，感兴趣的读者可以在IAR中编码测试一下。

作者：安西拓也（IoT Product Engineer）

近年来，工业和民用设备的控制器部分开始重视用户界面（UI）的操作卫生性。空调遥控器也不例外，开发人员正逐步考虑加入易于维护的触控式按键、非接触式控制设备的语音识别、云端远程控制等功能。估计今后将会有越来越多的开发人员从事配备有上述功能的产品开发。

另一方面，现有工业和民用设备主系统部分采用的单片机往往未配备用于实现上述UI（例如触控式按键和语音识别）的周边功能，而要实现这些功能需要额外的部件。

如果有一款单片机，其性能超越了当前采用的单片机，并且能够通过单个芯片实现上述功能，这将无疑是解决上述问题的不二选择。针对此，瑞萨推出了一系列32位单片机RX671。

RX671配备了用于触控式按键和语音识别的周边功能，且具有可实现云连接的性能（RXv3内核120MHz运行，闪存：2MB，SRAM：384KB），单个芯片即可实现这些功能。因此，与多芯片配置相比，可通过减少部件数量和简化系统缩短开发周期。

参考示例

接下来我将为大家介绍的是可帮助您实际评估这些功能的参考示例。本示例以实现空调控制的遥控功能为模型，可通过语音或触控式按键进行送风启动、模式更改和温度设定。此外，还可以与AWS合作，在云端查看设定温度，或者从云端更改设定温度。

使用本示例的最大好处是，您可以看到将多个功能合并到一个项目中的参考例子，而这恰恰是容易出错的地方。例如，语音识别要求在特定时间内执行语音处理任务，但配备多个功能时，其周期管理就是一个比较容易出错的地方。

本演示例将多个功能封装在一个项目中供大家测评。因此，通过参考该方法，可以快速解决上述课题，并缩短PoC开发和产品开发周期，降低工时。

另外，本示例还使用了市面上可购得的评测套件Renesas Starter Kit+ for RX671和云连接评测用Wi-Fi Pmod扩展板。

诚如大家所见，以空调遥控器为代表的工业和民用设备的UI正逐渐从机械式按键转向触控式按键、语音识别，甚至是使用云连接的远程控制。为满足这一社会需求瑞萨特为大家准备了本示例以供测评，欢迎大家前来体验。

此外，在之前我们曾发布过一篇介绍RX671的文章，欢迎大家点击下方链接跳转查看。