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工程师可以在 Wi-Fi® Thread 网络上安全可靠地连接各种品牌的智能家居生态系统中的设备

在现实生活中实现更智能的连接,德州仪器 (TI)NASDAQ 代码:TXN)今日面向 Wi-Fi Thread SimpleLink 无线微控制器 (MCU) 推出了支持 Matter 的全新软件开发套件,将简化 Matter 协议在物联网 (IoT) 应用中的采用。TI 通过与连接标准联盟密切合作以及在 2.4GHz 连接领域的创新,构建了这款软件。

工程师可以使用这款全新软件以及 CC3235SF CC2652R7 等无线 MCU,创建具有超低功耗、由电池供电的安全智能家居和工业自动化 IoT 应用,使这些应用能够与各种专有生态系统中的设备无缝连接。请访问 www.ti.com/matter,详细了解如何利用面向家居和楼宇自动化应用的互联基础,让连接更简单、更安全并更具扩展性。

“在几周内,我们很快就会看到联盟成员利用 Matter 新功能为生态系统带来的创新,即,为基于 Wi-Fi Thread MCU IoT 应用提供的简化方法,”连接标准联盟技术主管 Chris LaPre 表示,“TI 适用于 IoT 应用的全新无线 MCU 将帮助设计人员安全无缝连接各种可互操作的 Matter 设备。”

TI 将于 11 15 日至 18 日在德国慕尼黑举行的电子展 C4 展厅 157 号展位展示 Matter 协议如何在家庭中实现更智能的电动汽车充电管理。请访问 ti.com/electronica,了解更多信息。

“作为先进泵解决方案和水技术的全球引领者,我们很高兴成为联盟的一员,推动 Matter 在暖通空调业务中的发展。在 Grundfos,我们坚信合作将是实现我们创新和可持续发展目标的关键,”Grundfos Holding A/S SVP 兼技术与创新小组负责人 Anders Johanson 表示,“我们与 TI 合作,将支持 Matter 的低功耗无线电解决方案推向市场,这将在改善终端用户体验和降低暖通空调系统能耗方面发挥重要作用,从而帮助减少碳排放”

什么是 Matter 协议?

Matter 是由连接标准联盟(前身为 Zigbee 联盟)开发的免版税连接协议。Matter 在 Thread 和 Wi-Fi 网络层上运行,并使用低功耗 Bluetooth® 进行调试,允许来自不同生态系统的设备进行通信(即使它们由不同品牌制造)。通过提供基于成熟技术的统一应用层,各制造商可以利用此开源协议提高 IoT 应用的开发速度。

作为该联盟的董事会成员以及 Matter 标准开发的参与者之一,TI 可以帮助工程师构建范围更广、互联能力更强的 IoT 生态系统,从而克服当前由于分散的生态系统而造成的兼容性挑战。除了与该联盟合作外,TI 还是 Thread Group 的贡献者,以及 Wi-Fi 联盟的主要贡献者。

使用支持 Matter SimpleLink 无线 MCU 提高系统效率和安全性

与竞品器件相比,全新的 TI SimpleLink 无线 MCU 可以帮助设计人员在 Thread 应用中将待机功耗降低高达 70%,在使用五秒轮询的情况下可将电池寿命延长多达四年。对于远距离连接应用,这些无线 MCU 中的高效集成功率放大器可通过 101mA+20dBm 功耗(业内超低)实现可靠连接,进一步降低在更高输出功率下的电池功耗。

支持 Matter Wi-Fi 应用的设计人员利用 TI 的双频带多层安全方法,无需额外的外部元件即可保护设备数据并抵御网络威胁。

Matter 与软件及硬件资源轻松集成

为了简化支持 Matter 的应用设计,请通过 TI E2E无线连接设计支持论坛与我们的应用工程师交流,或观看视频“TI Matter 技术演示:连接对象的统一标准”,了解 TI 无线 MCU 如何简化 Matter 连接。TI E2E 设计支持论坛上还提供了常见问题解答指南,帮助您开始使用 CC2652R7 (Thread) CC3235SF (Wi-Fi)

封装、供货情况和价格

工程师可立即购买 Thread LP-CC2652R7 LaunchPad 开发套件(39.99 美元)和 Wi-Fi LP-CC3235SF LaunchPad 开发套件(54.99 美元),以便开始原型设计。

CC2652R7 CC3235SF 现可通过 TI 和授权分销商订购,CC2652R7 起价为每片 3.01 美元(1,000 片起订),CC3235SF 起价为每片 4.53 美元(1,000 片起订)。

经测试可满足设计需求的灵活连接解决方案

无论设计人员选择有线或无线、高带宽或信号传输速率、短距离或远距离,或者任何其他有助于推动连接应用创新的选项,TI 品类齐全的连接产品均能提供符合其应用需求的功能集。

关于德州仪器 (TI)

德州仪器 (TI) 公司(NASDAQ 代码:TXN)是一家全球性的半导体公司,致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片,面向工业、汽车、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。我们热衷于通过半导体技术降低电子产品成本,让世界变得更美好。如今,每一代创新都建立在上一代创新的基础之上,使我们的技术变得更小巧、更高效、更可靠、更实惠,从而实现半导体在电子产品领域的广泛应用。这就是工程的进步。这正是我们数十年来乃至现在一直在做的事。如需了解更多信息,请访问 TI.com

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近几年来,基于数字信号处理器(DSP)内核的集成电路由于在计算速度、存储容量等方面的表现优于单片机,已逐渐代替单片机运用于电机控制等系统中。DSP是一种适合用于数字信号处理运算的微处理器,能够实现实时快速的数字信号处理算法,其主要优势包括精度高、灵活性大、可靠性高等。通常,将以DSP为基础的内核,与测量控制所需的外围功能电路集成在一个芯片内,这样芯片不仅结构紧凑、可靠性高、易于使用,还可以大大降低价格,缩小体积。因此,基于DSP内核的控制芯片通常是电机应用、马达伺服控制、工业控制应用的理想选择。

“未来主流控制芯片,TI

精品推荐

作为世界知名的微控制器生产厂商,TI发布了面向工厂自动化、工业机械、马达控制、电动汽车、智能家电应用的TMS320F28003x实时微控制器。它既有数字信号处理能力,又有强大的嵌入式处理功能,能帮助广大工程师实现向32位数字信号处理器的过渡。

TI TMS320F28003x实时微控制器

TI TMS320F28003x(F28003x)实时微控制器是C2000™ 实时微控制器系列中的一款器件。该可扩展、超低延迟器件系列旨在提高电力电子设备的效率,拥有高功率密度、高开关频率等特性,并支持GaN和SiC技术。

实时控制子系统基于TI的32位C28x DSP内核,可针对从片上闪存或SRAM运行的浮点或定点代码提供120MHz的信号处理性能。浮点单元(FPU)、三角函数加速器(TMU)和VCRC(循环冗余校验)扩展指令集进一步增强了C28x CPU的性能,从而加快了实时控制系统主要常用算法的速度。

同时,F28003x实时微控制器还集成了高性能模拟模块,与处理单元和PWM单元紧密结合,可提供更好的实时信号链性能。16个PWM通道,包含具有高分辨率功能(150ps分辨率)的8个通道,可控制各种功率级,从三相逆变器到功率因数校正和先进的多级电源拓扑。

各种业界通用通信端口(如SPI、SCI、I2C、PMBus、LIN、CAN和CAN FD)不仅可用于连接,还提供了多个引脚复用选项,以实现出色的信号布局。快速串行接口(FSI)可跨隔离边界实现高达200Mbps的稳健通信。

C2000平台新增了主机接口控制器(HIC),这是一种高吞吐量接口,允许外部主机直接访问F28003x的资源。与前代DSP相比,此系列器件性能有了大幅度提升,并与定点C28x控制器软件兼容,从而得以简化软件开发,缩短开发周期,降低开发成本。

“TI
TI TMDSCNCD280039C ControlCARD评估模块

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总结

TI的高性能TMS320F28003x实时微控制器主频高达120MHz;具备I2C、SPI、CAN、LIN等总线接口,适用于各种控制类工业设备;通过了高低温、振动测试,适合工业环境应用,是实现运动控制系统的理想选择。

32位数字信号控制器中许多新技术的采用使得性能得到了极大的提高,实现了高速度、高分辨率和复杂控制算法。未来32位数字信号控制器必将占据较大的市场份额。由于价格适当,性能高,32位实时微控制器将作为主流控制芯片被大力推广使用。

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TI在MCU领域的贡献卓著

1975年,美国德州仪器公司(TI)首次推出型号为TMS-1000的4位单片机(MCU),被视为MCU正式诞生的标志,也是TI在MCU发展史上的首次重大贡献。Intel相继推出基于MCS-48的8位MCU,并在不久后升级到当时的高档MCU--- MCS-51,也是大名鼎鼎的”51单片机”的鼻祖。铸就了第一代MCU的经典架构“51架构”,并一直延续至今。历史的车轮滚滚向前,MCU的发展伴随着应用的驱动也在不断演变,20世纪90年代,MCU进入了百家争鸣的以架构进行差异化的第二代,典型代表包括TI的MSP430,Atmel的AVR,Microchip的PIC,Motorola的M68等优秀架构。MSP430于1996年推出,采用了16位精简指令集(RISC)架构,在当时来说,具有处理能力强,运算快,超低功耗,集成度高以及开发环境方便等众多优点。是第二代MCU的杰出代表,同时也是TI在MCU发展史上的又一重大贡献。不久,MSP430产品正式进入中国市场。得益于其自身的产品优势以及当时非常得力的本地合作伙伴利尔达不遗余力的通过生态建设大力拓展中国市场,发展极为迅速。包括非常成功的大学计划,提供物美价廉的各类开发板,提供垂直解决方案等各种生态建设将MSP430带入了各种应用场景和市场。MSP430的生态建设方法论,即便是对于当下的中国MCU产业来说也有着很强的学习和借鉴意义,对于中国市场来说是又一大贡献。

“致敬

MSP430中国研发团队的起落

TI的MSP430中国团队正式成立于2010年,彼时恰逢中美关系回暖向好,中国市场显现蓬勃生机和巨大潜力,中国芯片行业人力成本相对低廉的好时机。产品线定位的起点是开发贴近中国市场的MSP430 Portfolio延展产品。“为了能快速组建核心团队,以应对快速发展中的中国市场,彼时的MSP430中国团队不遗余力的从各大主流厂商物色MCU精英人选”,泰矽微合伙人&运营副总林媛介绍说“我就是那个时候选择从Atmel离开,作为创始成员加入MSP430中国团队的,这一做就是10年”。整条线在一年内陆续配齐Design,Engineering, System, Marketing, Apps, PM等全职能部门。2011年的MSP430中国团队就像是眼下遍地开花的各种芯片初创团队一样,面临从个位数员工开始逐步发展,融合了几乎所有国际主流MCU厂商的能力和经验,用二十多个人的精英配置在2011年底成功流片了团队在中国研发的第一个项目,向BU和高层证明了团队的实力。接下来的三五年整条线的发展就如同开了挂似的突飞猛进的发展,不断的用卓越的执行力和优秀的产品输出能力刷新了公司上上下下对于中国这支本地化MSP430团队的认知。借着紧贴市场的东风,在大的Differentiation Strategy下,玩的风生水起,差异化的产品定位,加上因执行力和人力成本差异带来的ROI优势,最终成功的把MSP430的所有新项目开发全部移到中国。随着时间的推移,团队基于原已清晰完整的组织配置,在人数和规模上进一步扩张。这支团队的成功充分说明中国的MCU团队完全有能力打造具有国际一流水准的MCU芯片。“MSP430中国团队培养了一批具有绝对战斗力的本土MCU精英,是国内为数不多的具有高端MCU产品完整开发能力的团队”,林媛介绍道,“绝大部分真正攻坚克难的核心成员已分布于国内各个芯片设计公司,包括我们正在泰矽微一同打造高端MCU产品的一支成建制的团队”。真刀真枪干,出钱出力又出技术,对于中国的MCU产业来说,这是TI的又一贡献。当然,TI在中国市场的收获也很显著。

“致敬

但,任何的商业行为和策略都是一个基于自身利益和商业环境变化,持续性的动态调整的过程,过度解读和极端思考对于分析和洞察无益,客观分析则更有利于产业发展。

纵观当下的宏观环境,首先,国内,尤其是上海,所有半导体类人才的成本显著上升,比对印度,甚至台湾,人力成本差距无可比拟。而与之相对应的是行业内招聘难度大,员工离职率高。其次,当下的MCU处于第三代发展过程中,无论从生态还是应用角度看,以arm为代表的32位机已然成为主流。第二代MCU的经典内核绝大部分依然尚存,但切换至32位内核的趋势不可逆转,通用MCU在ARM内核上的同质化已成为现实,厂商间的竞争更多来自于生态方面,本地差异化策略对研发贴近市场的需求已不再强烈。而一次性成本投入相对低廉已然变成成本高起,执行力卓越也因各种原因变得不那么明显,此时变局已生。加之国际形势变化,中国半导体产业逆周期成长,更加加剧了变局的速度。从底层商业逻辑的角度来看,调整中国研发团队向印度迁移是非常合理且正常的商业行为。同时这并不意味着TI在MCU方向的战略撤退,恰恰相反,是他们MCU产品线战略和产品双双升级的起点。

“中国市场依旧是TI追逐的最重要的市场之一,作为国内MCU厂商,对于这次TI MCU研发团队的调整应该引起足够重视,可能会迎来更大的竞争” 林媛介绍说”作为一家平台级芯片企业,TI的产品线极其丰富,MCU加器件的”捆绑式”销售优势明显,这是我们国内厂商应该学习和借鉴的。”

MCU的本地化崛起机遇

无独有偶,2016年前后Atmel因为包括被收购在内的各种原因裁撤了几乎所有的上海研发团队,我们看到包括Atmel,TI等在内的多家MCU国际大厂纷纷选择放弃国内的研发团队,一方面是大厂的战略选择(主动或被动),同时也为国内MCU厂商正在本土角逐中继续稳步前行,开疆拓土提供了有利条件。资金,人才和市场机遇的三重优势加持下,国产MCU必会迎来黄金发展期。“不过要想取得真正的突破并非易事,需要足够的耐心,长期投入的决心以及合理的产品规划与布局,MCU产品分布和覆盖范围实在太广了,需要高筑墙,广积粮,做好十年以上持续投入和布局的准备”,泰矽微创始人熊海峰如是说,“这也是国产MCU发展的黄金十年”

“致敬

创立于2019年的泰矽微电子就是这波MCU国产化浪潮中崛起的典型代表,得益于Atmel和TI研发团队的变动,这家创立仅两年多的芯片厂商拥有来自于包括Atmel和TI在内的多个成建制MCU顶尖团队的核心成员,在快速融合后已完成6颗MCU芯片的研发,多款已进入量产。不到三年时间,泰矽微的累计融资已超4亿元,其中不乏多个知名顶级投资机构和上市公司的身影,致力于以差异化“MCU+”芯片为突破口,弥补市场空白、打造中国本土高端MCU平台型企业。自TI推出全球首款MCU至今的近50年以来,通用MCU虽然也在不断演化升级,但依然难以满足日益多样化的泛物联网时代新的应用需求。而“MCU+”正是为满足这类应用而提出的一种新的产品思路。通过将MCU与信号链、电源管理、射频、算法等融合,针对于某些垂直应用,让单颗MCU+芯片具备多颗芯片的特定性能,不仅能满足垂直市场的客户需求,也填补了国内高端MCU的市场空白。

泰矽微的产品线覆盖消费、工业、医疗及汽车等多个领域,目前旗下已有多个系列产品量产、积累了300多个核心IP、数十项项核心发明专利、多个重要业内奖项,并拿下多个各行业头部厂商合作订单。创立未及3年,这个初创型芯片企业已结出累累硕果。

“致敬

其中,车规级芯片是泰矽微“MCU+”的重要研发方向。目前国内的车规级芯片高度依赖进口,疫情带来的停产、物流中断,以及中间商囤货涨价等问题,让汽车行业“缺芯潮”成为全球性问题。为弥补国内市场空白,助力解决车规级芯片供货问题,泰矽微在2020年布局了车规人机交互触控芯片,并已取得AEC-Q100车规认证进入量产状态,该芯片已与多家主流车企和Tier1厂商达成项目合作。该类车规芯片目前仅有两家国际厂商拥有成熟的芯片产品及方案,国内车企处于严重缺货状态,且被供应商频频加价。泰矽微该款芯片的国产化量产不仅能助力缓解国内汽车市场“缺芯”的燃眉之急,同时也将助推泰矽微向车规级芯片供应商迈出坚实的一步。

“致敬

“中国市场依旧是各大国际大厂追逐的焦点和重心,国内芯片厂商应该学习TI尊重商业规律,注重market driven,对高性能高质量保有敬畏心,及时调整策略,找到自己的合适定位,不断提升执行力,我想这是TI MSP430中国研发团队留给大家最宝贵的财富。作为团队初创成员之一,感恩过去十年半导体黄埔军校教授的一切,也感恩在高手如林的团队中跟大家共同拼搏努力的每一个瞬间!下个十年共同塑造和成就中国半导体的辉煌,共同发力国产MCU的崛起”林媛最后总结道。

关于泰矽微

上海泰矽微电子有限公司2019年成立于上海张江,是一家中国领先的高性能专用MCU芯片供应商。公司专注于物联网应用相关的各类芯片的研发,已获得多个知名投资机构的大力扶持与投资。公司聚集了一批顶尖的半导体专家,致力于发展成为平台型芯片企业。团队具有各类系统级复杂芯片的研发能力,所开发的芯片累计出货达数十亿颗。公司已在信号链、电源及射频等方向积累了大量的MCU芯片方案,可覆盖消费类,工控及汽车等应用领域。差异化的芯片产品在树立行业标杆的同时,也将为更多物联网企业赋能,更好服务于客户需求。

来源:泰矽微
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如果有一个25美分的MCU,可以用0.5KB的内存做些什么?

您现在可能已经使用固定功能的集成电路(IC)很长一段时间了,并且在某些情况下,已经适应了它们有限的灵活性。一个简单的通用异步收发器(UART)到串行外设接口(SPI)桥接器、一个复位控制器或一个带有后备存储器的外部实时控制器(RTC)在自身功能方面拥有良好的表现,但却仅限于设定的功能。

但是如果可以通过智能化或功能定制来更好地满足您的需求呢?如果可以使用独立的低成本MCU来实现这些独立功能呢?

新型MSP430™超值传感系列MCU可以通过多种集成混合信号功能帮助部署简单的传感解决方案。为扩展这些低成本MCU的功能,TI为25个常见系统级功能创建了一个代码实例库,包括定时器、输入/输出(I/O)扩展器、系统复位控制器、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等。

25项功能被划分为标准电路中常见的四个功能类别:即系统管理、脉宽调制、定时器和通信。在使用MSP430FR2000器件时,大部分代码实例都适用于0.5KB以下的内存,成本最低的MSP430 MCU的售价低至1000单位数量29美分,更多数量低至25美分。图1介绍了一些离散功能集成电路,如外部监视器或实时时钟集成电路,可以用25项功能中的对应功能进行替代。如果使用所示的多个集成电路或功能(如定时器或PWM),甚至可以将多种功能组合起来,满足您的应用需求,从而减少工作量和电路板空间。

25美分获得25项功能:如何使用MCU进行简单的功能增强
图1:25项功能中的几项示例

为帮助您了解和使用这些功能,TI编写了一本电子版说明书,其中包含25个简短的应用注释,并附有源代码链接。在几分钟内,便能够编译、下载源代码并在MSP430超值传感系列MCU上运行。可以根据您的应用需求对功能进行调整,从而大幅缩短上市时间。

在开始了解对众多固定功能集成电路的可编程替代方案时(我们期待看到您使用25种功能可以做些什么),我们将继续构建应用注释系列。

其他资源:

-下载电子书。

-了解MSP430超值传感系列MCU的更多信息

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TMS320C6678是KeyStone架构的8核DSP处理器,每个CorePac核的频率最高为1.25 GHz,提供强大的定点和浮点运算能力,同时芯片内部集成了Multicore Navigator、RapidIO、千兆以太网和EDMA等外设,由于芯片处理能力强,外设功能丰富,而且片内集成了大量的硬件加速器,例如Packet Accelerator、Multicore Navigator等,可以广泛地应用在通信、雷达、声纳、火控、电子对抗等领域。从目前的情况看,由于C6678的以上优异的特性,基于TMS320C6678的硬件和软件平台,在未来的5~10年内,将是信号处理平台主流。

下图展示的是C6678内部构造图

 TI C6678多核DSP的架构简介

TMS320C6678有8个C66x核,典型速度是1GHz,每个核配置为:32KB Level 1 Data SRAM,它和DSP 核运行在相同的速度上,可以被用作普通的数据存储器或数据cache;

32KB Level 1 Program SRAM, 它和DSP 核运行在相同的速度上,可以被用作普通的程序存储器或程序cache;512KB LL2 SRAM, 它的运行速度是DSP 核的一半,可以被用作普通存储器或cache,既可以存放数据也可以存放程序;所有DSP核共享4MB SL2 SRAM, 它的运行速度是DSP 核的一半,既可以存放数据也可以存放程序。一个64-bit 1333MTS DDR3 SDRAM接口可以支持8GB外部扩展存储器。C6678 集成一个64-bit 1333MTS DDR3 SDRAM 接口,可以支持8GB 外部扩展存储器,既可以存放数据也可以存放程序。它的总线宽度也可以被配置成32 bits 或16 bits。

存储器访问性能对 DSP 上软件运行的效率是非常关键的。在 C6678 DSP 上,所有的主模块,包括多个DSP 核和多个DMA 都可以访问所有的存储器。

每个DSP 核每个时钟周期都可以执行最多128 bits 的load 或store 操作。在1GHz 的时钟频率下,DSP 核访问 L1D SRAM 的带宽可以达到 16GB/S。当访问二级(L2)存储器或外部存储器时,访问性能主要取决于访问的方式和cache。

每个 DSP 核有一个内部 DMA (IDMA),在 1GHz 的时钟频率下,它能支持高达 8GB/秒的传输。但IDMA 只能访问L1 和LL2 以及配置寄存器,它不能访问外部存储器。DSP 的内部总线交换网络,TeraNet,提供了C66x 核 (包括其本地存储器),外部存储器, EDMA 控制器,和片上外设之间的互联。总共有 10 个 EDMA 传输控制器可以被配置起来同时执行任意存储器之间的数据传输。芯片内部有两个主要的TeraNet模块,一个用 128 bit 总线连接每个端点,速度是DSP 核频率的1/3,理论上,在1GHz 的器件上每个端口支持 5.333GB/秒的带宽;另一个TeraNet内部总线交换网络用 256 bit 总线连接每个端点,速度是DSP 核频率的1/2,理论上,在1GHz 的器件上每个端口支持16GB/秒的带宽。

汇总如下图所示

 TI C6678多核DSP的架构简介

转自: Inspire的博客

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具有内部补偿的高级电流模式(ACM)是TI开发的一款新型控制拓扑,可以支持真定频调制并与内部补偿同步。从根本上来说,该产品类似于仿真峰值电流模式(PCM)控制,可以维护一系列输入电压和输出电压的稳定性,形成快速的瞬态响应。ACM的不同之处在于,它是一款渐变型、峰值电流模式控制方案,无需外部补偿,即可在内部形成斜坡获得真定频。ACM对功率级变量(电感器和电容器)还具有良好的抗干扰性能,但在这里,我将更详细地介绍一下ACM的优点。

为何选择内部补偿式ACM?

有的控制拓扑无需外部补偿网络,即可支持真定频或伪定频。然而,使用中也存在一些缺点。

现存的大多数真定频/无外部补偿的转换器采用传统的峰值电流模式,将补偿组件从电路封装的外部转移到电路内部,同时配备了经过设计及优化的内部补偿器以满足各种应用。正因为内部补偿需要覆盖各种稳压范围,如果要实现快速的瞬态响应,内部回路和斜坡补偿则很难得到优化。环路带宽也必须有所限制以满足的大范围的实际应用。通常而言,您将会看到一个非常缓慢的瞬态响应,尤其在大负载电流发生阶跃变化时。

除此之外,还有配备恒定导通时间调制器的控制拓扑。正如TI的D-CAP™/D-CAP3™控制模式一样,这样的控制拓扑无需外部补偿即可维护伪定频。对某些VIN和VOUT而言,导通时间是恒定的,且在负载瞬态期间,开关频率有变化,从而可实现良好的瞬态性能。但是,这样的频率变化还会造成电磁干扰问题,特别对电磁干扰敏感的电信应用影响很大。具有内部补偿的ACM解决了固定频率和恒定导通时间控制所带来的问题。

如下图1所示的简化版ACM降压结构,无需外部补偿网络,就能提供从输出级至内部集成器的反馈电压信息。

探索如何应用快如闪电的内部补偿式ACM拓扑
图1.简化版ACM降压结构

简单的控制结构所具备的优势:

• 输出电压反馈回路性能良好,操作简便。无需补偿网络,仅需RS1和RS2作为电阻分压器就可以感应Vout,并且被感应的Vout信息将通过VFB发送回控制回路。

• 因为PID(比例-积分-微分)或PI(比例-积分)补偿不借助外部元件,设计师可以不用采纳复杂的补偿设计,使其用起来更方便。

• 取消使用外部补偿元件还可以节省元件数量和宝贵的印制电路板空间。

内部补偿式ACM控制概视图

整体的ACM控制回路框图如下图2所示。ACM包含电压回路、斜坡回路、比较器、电流反馈和脉冲宽度调制(PWM)逻辑。

探索如何应用快如闪电的内部补偿式ACM拓扑
图2.ACM控制的内部构件

各构件功能:

• 电压回路感应并处理VFB的错误信号。

• 斜坡回路根据VIN和PWM信号生成斜坡电压。经优化的斜坡补偿值仅为下降斜率斜坡电压的一半。

• 回路比较器可以产生输入信号,并且在正端输入总值等于负端输入总值时终止PWM循环。

• 电流反馈也利用直流电信息优化回路的Q因子。

• PWM逻辑根据时钟和回路比较器的输出生成PWM信号。

传统PCM和内部补偿ACM的比较

表1显示了传统峰值电流模式和内部补偿ACM的比较:

 

传统峰值CMC

内部补偿ACM

电流感应

  • 难以感应150ns内用于MHz开关频率应用的高边FET电流。

  • DCR感应需要额外的引脚。

  • 易于从低边FET感应直流电信息。

斜坡补偿

  • 难以利用参数变量设计或优化斜坡补偿:感应器、Vout和Fsw。通常,更大的斜坡设计是为了配合更广的应用范围,但同时也带来了更慢的环路响应速度。

  • 由于内部斜坡的下降斜率已知,因此经优化的斜坡补偿值为下降斜率斜坡电压的一半。

噪音抗扰度

  • 直接关联到真正电流纹波和电流感应回路。

  • 可调节的渐变振幅提供足够的噪声容限和低抖动。

补偿

  • 直接关联到电流纹波和直流电信息。

  • 当直流变化大且变化速度快以及必须在不同规格的系统中克服慢速积分器时,需要重新设计外部补偿。

  • 单独对渐变振幅和直流值进行控制,可以在不同应用下轻松进行优化。

  • 直流电流信息被感应时,由于存在内部补偿,积分器可能大幅减慢。

表1.传统峰值电流模式和内部补偿式ACM的比较

结论

具有内部补偿的ACM控制是一款渐变型、峰值电流模式控制方案,无需外部补偿,即可在内部形成斜坡获得真定频。通过独立优化电压回路和斜坡回路的直流及交流部分,ACM可以提供比传统峰值电流模式更佳的瞬态响应。这种控制模式可以为无需外部补偿的可预见频率的应用提供优化的解决方案。TI的高性能TPS543B20和TPS543C20降压转换器内含全新的内部补偿式ACM控制。转换器支持25/40A,具有堆栈能力(仅TPS543C20),并且包括易用的内部补偿、低EMI噪音的固定频率和全微分感应,可以达到最佳的VOUT设定点精度。

围观 244

来源:EET

安全性、复杂的标准、专业知识、功耗等正成为当前IoT应用开发所面临的大问题。

IHS Markit和Bain & Company的相关数据显示,到2020年,全球联网设备数量将达到307亿个,而这个数字将在2025年增长到754亿个。“安全性、复杂的标准、专业知识、功耗等正成为当前IoT应用开发所面临的大问题。”德州仪器(TI)超低功耗MSP微控制器事业部总经理Miller Adair举例说,比如开发人员往往因为代码无法重复利用而花费大量的时间进行调试与修改,花费大量的时间在软件开发部分。

德州仪器(TI)超低功耗MSP微控制器事业部总经理Miller Adair

德州仪器(TI)超低功耗MSP微控制器事业部总经理Miller Adair

为了缩短设计时间,允许开发人员在不同的产品中重复利用此前的投资,TI日前宣布推出全新的SimpleLink微控制器平台,其最大的亮点在于通过将一套稳健耐用的互联硬件产品库、统一的软件解决方案和沉浸式资源在同一开发环境中集成,加快了产品扩张的进程。也就是说,借助TI提供的软件开发工具套件(SDK),只要通过标准化功能性的API底层,便可以实现产品的轻松移植。

德州仪器(TI)半导体事业部中国区 业务拓展总监吴健鸿

德州仪器(TI)半导体事业部中国区 业务拓展总监吴健鸿

基于通用的驱动程序、框架和数据库等共享基础,SimpleLink MCU平台的全新软件开发套件以100%的代码重用率实现了可扩展性产品,组合中的每款器件都集成了大量特性,例如获取和处理高精度模拟信号、凭借更高的安全性来增强系统、提升远程通信,或者在由单个纽扣电池供电的传感器节点中将电池使用寿命延长几年等。这些器件被分为三类:

 MSP432主机微控制器提供高级的模拟能力,以及大范围的存储器可扩展性,从而可以运行多个无线协议用于驱动无线网络处理器。

 无线微控制器包括整个片上系统(SoC)解决方案,该解决方案将一个微控制器合并至无线网络处理器之中,从而覆盖了广泛的无线连通性和标准,其中包括:Wi-Fi、Bluetooth 低能耗、Sub-1GHz和双频段(Sub-1GHz和2.4GHz)。

 无线网络处理器可提供一个集成的无线设备和网络处理器,以运行网络堆栈。该网络堆栈与一个主机微控制器想连接,从而可以运行顶级应用程序。

由同一软件平台提供支持的SimpleLink微控制器

由同一软件平台提供支持的SimpleLink微控制器

Miller说,这个不再受设备类型限制的方法为整个SimpleLink器件范围内的应用提供了轻松的平台级软件的代码可移植性,使工程师能够将软件开发的一次性投入重复应用于平台内的多个其他产品和应用,从而大大缩短了设计时间。

借助SimpleLink SDK,工程师可以使用TI Drivers和行业标准POSIX应用程序设计接口(API)。TI Drivers是一套直观的标准化功能性API,凭借TI Drivers,SimpleLink SDK降低了引入门槛。此外,兼容针对Unix的可移植操作系统接口(POSIX)的API能够通过无数的OS/核心程序支持100%的应用代码可移植性。集成的TI实时操作系统(RTOS)内核可实时解决多任务或复杂算法的调度问题。与此同时,设计人员还可在设计周期的任意时间点通过TIResource Explorer和SimpleLink Academy获取工具、培训和资源,包括模块化TI LaunchPad开发套件、免费的云工具以及代码示例、文档和培训等。

端对端开发资源

端对端开发资源

为了扩展SimpleLink MCU产品组合中的器件种类,TI还正式推出了全新一代的Wi-Fi芯片和模块,即SimpleLink Wi-Fi CC3220无线MCU和CC3120无线网络处理器。CC3220无线MCU配备256KB RAM和1MB Flash,在单个芯片上拥有两个物理上分离的执行环境,包含了诸如安全存储、克隆保护、安全启动和网络安全性等超过25种的嵌入式安全特性,并支持Apple HomeKit技术。 20170401-TI-simple-link-3CC3220无线MCU在单个芯片上拥有两个物理上分离的执行环境

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随着全球互联程度的日益加深,嵌入式系统解决方案也在不断增加新的连接选项,以及高级感测能力和本地分析功能。与此同时,越来越多新功能的出现也推动了对于全新协议栈、复杂算法和综合软件框架的需求,以对系统的复杂度进行更好地安排调度和管理。

目前,即使是软件开发也正面临着多重压力,例如开发时间缩短和始终需要使产品满足不同的市场需求等,此外还要考虑各式各样的连接标准或其它的一些特殊要求。对于嵌入式项目来说,其所面临的挑战远不止这些,通常还包括碎片化的硬件平台、软件的不兼容以及连接标准不一致等。尽管公司不断在软件工程资源方面进行大量投入以改善软件开发所面临的诸多困境,这个改变过程仍会十分漫长,并且是一个极具挑战性的循环周期。

为了解决这些问题,德州仪器(TI)日前推出了全新的SimpleLink™ MCU平台。这款专门为开发人员设计的平台将业内最广泛的互联硬件产品库、统一的软件解决方案和沉浸式资源集成在了同一个开发环境中。这个方法将最终帮助开发人员缩短设计时间,并且有助于他们设计出经得起时间考验的产品。

最广泛的基于ARM的32位微控制器(MCU)产品组合

为了让产品在不同的市场取得成功并且能应对不断衍生的新要求,在能够于多个连接性标准间扩展的平台上进行设计以及对基础产品的快速适应能力至关重要。SimpleLink MCU产品组合能够提供广泛的有线和无线MCU,它们具有针对互联应用的领先特性,包括超低功耗、稳健耐用、高级安全性、模拟集成,以及支持广泛的差异化有线和无线协议等。

基于相同的基础,SimpleLink MCU产品组合中的每款器件都集成了大量特性,例如获取和处理高精度模拟信号、凭借更高的安全性来增强系统、提升远程通信,或者在由单个纽扣电池供电的传感器节点中将电池使用寿命延长几年等。这些器件可以被分为三类,如图1所示:

• MSP432™ 主机微控制器提供高级的模拟能力,以及大范围的存储器可扩展性,从而可以运行多个无线协议。这些无线协议通常用于驱动无线网络处理器。
• 无线微控制器包括整个片上系统(SoC)解决方案,该解决方案将一个微控制器合并至无线网络处理器之中,从而覆盖了广泛的无线连通性和标准,其中包括:Wi-Fi®、Bluetooth® 低能耗、Sub-1 GHz和双频段(Sub-1 GHz和2.4GHz)。
• 无线网络处理器可提供一个集成的无线设备和网络处理器,以运行网络堆栈。该网络堆栈与一个主机微控制器想连接,从而可以运行顶级应用程序。

图1:由同一软件平台提供支持的SimpleLink微控制器

图1:由同一软件平台提供支持的SimpleLink微控制器

SimpleLink MCU SDK

TI基于单一软件基础开发了SimpleLink MCU。这个SimpleLink软件开发套件(SDK)基于通用的驱动程序、框架和库,从而确保了整个平台内100%的代码兼容性。无论是现在还是未来,这个不再受设备类型限制的方法为整个SimpleLink器件范围内的应用提供了轻松的代码可移植性。平台级软件的可移植性使工程师能够将软件开发的一次性投入重复应用于平台内的多个其他产品和应用,从而大大缩短了设计时间。

借助SimpleLink SDK,工程师可以使用TI Drivers和功能性API来访问便携式和直观的外设驱动程序,或者选择逐层探索硬件抽象层(HAL),用低阶优化获得对应用的更大掌控。集成的TI实时操作系统 (RTOS)内核可实时解决多任务或复杂算法的调度问题,与此同时,与便携式操作系统接口(POSIX)兼容的应用程序接口(API)也为与第三方OS/内核和软件组件的共同工作创造了便利。种类繁多的SDK插件可以帮助工程师将额外的连通性和外部功能性连接至其SimpleLink应用。

图2:TI统一的工具链、培训和资源提供了一条从入门到投产的加速开发路径

图2:TI统一的工具链、培训和资源提供了一条从入门到投产的加速开发路径

TI的SimpleLink平台提供简单且强大的硬件与软件工具,使工程师能够根据客户需要快速完成新产品的设计与开发。从使用TI支持云端的资源库和TI Resource Explorer来评估SDK和演示范例,到用SimpleLink Academy的精细策划和交互式培训来深入研究SimpleLink MCU开发,任何使用者都能成为一名专家,在取得SimpleLink LaunchPad™ 开发套件后即可立即着手进行开发设计。

Code Composer Studio™软件还以其高级调试功能,为SimpleLink器件提供了具有丰富特性的开发环境。同时,工程师还有机会使用大量的第三方集成开发环境(IDE)或工具,比如IAR Embedded Workbench或Segger。

此外,很多配置和高级调试工具都可以助工程师简化开发和调试体验。图3中展示了SimpleLink平台广泛的应用范围,包括芯片、开发套件、培训、工具和软件。

图3:共享同一开发环境,开启无限创造可能

图3:共享同一开发环境,开启无限创造可能

简言之,TI的SimpleLink MCU平台提供了一个全面且统一的软件和硬件解决方案,旨在帮助工程师将嵌入式产品的任何挑战一一攻克。

如需深入了解平台的所有特性与功能,敬请访问:

• SimpleLink MCU平台: www.ti.com/simplelink
• 阅读全新白皮书,进一步了解SimpleLink SDK和工具生态系统:
o “简化软件开发,使投入回报率最大化
o “深入研究SimpleLink™ MCU平台的工具与开发套件

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通常而言,电容式触控面板有时会比较难以处理,尤其是在下雨的时候,落下的雨滴与指尖的触感十分相似,而当用干毛巾擦拭面板时,还可能导致少部分微控制器(MCU)失控。

对于开启和关闭公寓大门的电子锁(e-lock)或户外安防面板等应用来说,这个问题往往会造成很多麻烦。除了下雨,此类应用还会受到高温和潮湿等其它恶劣天气环境的影响。而且在某些地区,诸如壁虎等昆虫和动物也会引发错误触碰,甚至有时某些特定装置还会受到由附近电机所发出的电噪声的干扰……
这些难题该如何破了?

在大约一年前,一款全新的电容式触控前端被集成到MSP430™FRAM MCU中,从而创造出了一个针对广泛电容式触控应用的单芯片解决方案。两张动图,先来简单膜拜一下它出色的灵敏性与防误触碰功能吧~

超高灵敏度+超低功耗,这是您想要的电容触摸设计吗?

超高灵敏度+超低功耗,这是您想要的电容触摸设计吗?

CapTIvate™触控技术

这种全新的MCU集成了CapTIvate™ 触控技术,该技术具有超高的区分和识别能力,因此能够感测疾风暴雨,并成功消除了错误读数的情况。毕竟,谁都不想因为安防锁故障而被迫在门外淋雨。

CapTIvate触控技术更高的灵敏度意味着系统设计人员可以将触控面板、电极传感器和其它电子元器件密封在厚玻璃、半透明塑料、甚至是金属材料内,以隔绝湿气,同时仍然能够区分出水滴和实际手指触碰之间的差异。

CapTIvate技术非常灵敏,不仅能够测量小至10飞法的电容值变化和高达300皮法的宽动态电容范围,还能透过60mm厚的玻璃罩和最厚达25mm的塑料罩来感测触碰,而其特殊的防护通道能够探测下雨等天气变化,并根据特定环境进行相应的调节。此外,触控软件模块库还能够帮助开发人员更轻松地对系统进行微调,以应对应用和其所在区域可能出现的环境变化。

当然,例如电子锁等某些应用因为是由电池供电来运行,所以这就意味着低功耗不可或缺。而诸如位于电机驱动大门附近的安防面板其他应用,则会对供电线路或电机发出的电噪声十分敏感。

在这两种情况下,CapTIvate技术都能成功应对挑战。像MSP430FR2633等具有CapTIvate技术的MCU,其所消耗的电池电量仅为同类MCU耗电量的十分之一,从而将纽扣电池的使用寿命延长了至少30%。而一个基于铁电随机访问存储器(FRAM)的存储器架构为设计人员提供了大量的数据日志记录空间,例如用来开启房门或大门的入口代码。由于开发人员能够在配置时决定多少空间专门用于程序存储,多少空间用于数据存储,FRAM得以为设计人员提供更大的灵活性。

对于长引线上出现的电噪声或串扰,这个电容式触控技术在测量电容值上特有一个基于十分稳健耐用的积分电路的电荷转移方法。此外,一个独立的振荡器能够使CapTIvate触控子系统执行采样和跳频,以增加其测量值的可靠性。值得一提的是,由于具有一个1.5V低压降稳压器,这个电容传感器可以由1.5V电压驱动,而无需更高电压,因此相对于其它同类MCU,这个电容传感器具有更低的电噪声散射。借助在这些方面取得的成功,具有CapTIvate技术的MSP430 MCU通过了IEC6100-4-4、IEC6100-4-6和IEC6100-4-2等电磁兼容性标准中的技术要求。

如此一来,设计师就再也不用担心因为像雨滴那样的小东西落在触控式面板阵列上而造成无法挽回的大问题了。

来源:德州仪器

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致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推出基于TI C2000 Delfino™TMS320F2837xD的EtherCAT接口参考解决方案。

大联大友尚代理的TI最高性能的C2000 Delfino™TMS320F2837xD是一款功能强大的32位MCU,具有双CPU和双CLA,总系统吞吐量高达800 MIPS。凭借新的VCU和TMU 加速器、PWM增强功能以及16位精度ADC和更多模拟和控制外设,该微控制器可以应对最高级的控制环路挑战,例如工业驱动器和伺服电机控制、太阳能逆变器和转换器、数字电源、电力输送以及电力线通信等等。

其32位C28x架构CPU的内核可提供200MHz的信号处理性能,成有模拟和控制外设,允许设计人员整合控制架构。其CLA实时控制协处理器是一款独立的32位处理器,运行速度与主CPU相同,并与主C28x CPU同时执行代码。双C28x+CLA架构可在各种系统任务之间实现智能分区,并可有效加倍实时控制系统的计算性能。C28x CPU的性能还通过新型TMU加速器和VCU加速器得到了进一步提升,TMU加速器可快速执行包含变换和转矩环路计算中常见的三角运算的算法;VCU加速器可缩短编码应用中常见的复杂数学运算的时间。

大联大友尚集团推出基于TI高性能MCU的EtherCAT 接口参考解决方案

图示1-大联大友尚推出的基于TI高性能MCU的EtherCAT接口参考设计系统架构图

大联大友尚基于TI Delfino™TMS320F2837xD 32位MCU的EtherCAT接口参考设计演示如何将C2000 Delfino MCU连接到EtherCAT™ ET1100从站控制器。该接口支持多路解复用地址/数据总线以实现最大带宽和最小延迟,并支持SPI模式以实现低引脚数EtherCAT通信。从站控制器可减少基于100Mbps以太网的Fieldbus通信处理负载,因此可消除针对这些任务的CPU开销。

大联大友尚集团推出基于TI高性能MCU的EtherCAT 接口参考解决方案

图示2-大联大友尚推出的基于TI高性能MCU的EtherCAT接口参考设计展示板照片

方案特性:用于连接Beckhoff ET1100 EtherCAT从站控制器的高带宽、低延迟接口;具有多路解复用地址/数据总线的异步16位并行接口;可消除针对EtherCAT帧处理的CPU开销;包括ET1100双端口RAM直接内存读/写示例代码。

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