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工程師對(duì) TI 的 MSP430 并不陌生，它的目標(biāo)市場(chǎng)定位于兩類(lèi)應(yīng)用：感測(cè)應(yīng)用和測(cè)量應(yīng)用。如樓宇自動(dòng)化、家用儀器儀表和電網(wǎng)，這些應(yīng)用需要采集溫度、濕度、水、電、氣等信號(hào)，系統(tǒng)架構(gòu)是 MCU 加模擬信號(hào)處理芯片，MSP430 MCU 起到核心作用。MSP430 FRAM MCU 原來(lái)已經(jīng)推出了三個(gè)系列，分別是 MSP430 FR4133、MSP430 FR5969 和 MSP430 FR6989，近日又推出了 MSP430FR599 和 MSP430FR2111，將應(yīng)用范圍分別向更低端和更高端延伸，應(yīng)用更廣。
FR2111：幫助用戶(hù)迎接 8 位單片機(jī)的挑戰(zhàn)
MSP430 FR2111 MCU 主要是針對(duì) 8 位單片機(jī)的應(yīng)用，這款 MCU 首次在小型 3mmx3mm QFN 封裝中包含統(tǒng)一 FRAM 存儲(chǔ)器，F(xiàn)RAM 存儲(chǔ)器的優(yōu)勢(shì)在于擦寫(xiě)次數(shù)是 10^15 次，寫(xiě)入速度 2MB/s，比 Flash 快 100 倍，功耗是 Flash 的 1/250。TI MSP430 中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理刁勇介紹，“采用這一技術(shù)可以幫助客戶(hù)克服三大挑戰(zhàn)：第一，8 位單片機(jī)價(jià)格有優(yōu)勢(shì)，但功能有局限性。FR2111 的定價(jià)和 8 位單片機(jī)持平，但是資源更加豐富。高性能模擬器件包含 1 個(gè) 10 位 SA 型的 ADC，1 個(gè)比較器，帶有 6 位可編程閾值的比較器，定時(shí)器件包含 1 個(gè)看門(mén)狗時(shí)鐘，1 個(gè) 16 位時(shí)鐘，1 個(gè) RTC，通信器件包含 1 個(gè) UART，1 個(gè) SPI，支持 12 個(gè) I/O；第二，8 位單片機(jī)存儲(chǔ)資源有限。FR2111 MCU 的 RAM 容量擴(kuò)大了 50 倍，F(xiàn)RAM 容量從 2K 到 4K，還有 1K SRAM，2K ROM 用于程序升級(jí)，因此開(kāi)發(fā)人員無(wú)需在封裝中編程，而這也加快了產(chǎn)品的上市時(shí)間；第三，采用全新 MCU 進(jìn)行設(shè)計(jì)耗時(shí)巨大。由于基于相同的內(nèi)核架構(gòu)、工具生態(tài)系統(tǒng)和易于使用的遷移指南，客戶(hù)可以從 MSP430G2x MCU 輕松遷移至全新的 MSP430FR2x MCU 系列，并在 FRAM 產(chǎn)品組合中進(jìn)行擴(kuò)展。如果客戶(hù)用的是其它公司的單片機(jī)遷移需要重新做設(shè)計(jì)，我們也會(huì)提供豐富的代碼資源或代碼例程，遷移到 MSP430 系列也不會(huì)太難。”
TI MSP430 中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理刁勇
FR5994：性能最高提升 40 倍
MSP430 FR2111 MCU 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了向低端延伸，MSP430 FR5994 MCU 是為了滿(mǎn)足更高端的應(yīng)用。如今高端應(yīng)用的一致需求就是計(jì)算速度快、低功耗，而這款處理器就是以高速處理、低功耗著稱(chēng)，如果你問(wèn)在技術(shù)上有哪些創(chuàng)新？刁勇給出了全面的回答，“就功耗而言，F(xiàn)R5994 通過(guò)集成式低能耗 DSP 加速器（LEA）延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間，完成 FFT 的速度比 ARM Cortex-M0+微控制器快出近 40 倍；就存儲(chǔ)而言，同樣采用 FRAM 技術(shù)，存儲(chǔ)器擴(kuò)展到 256K，可以用于擴(kuò)展應(yīng)用程序代碼，以實(shí)現(xiàn)無(wú)需緩沖或預(yù)擦除的字節(jié)可尋址性。這些 MCU 還提供一個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)器配置來(lái)滿(mǎn)足那些需要較大 RAM 的應(yīng)用?！?/p>
刁勇強(qiáng)調(diào)，“我重點(diǎn)講一下 LEA，它的中文是低能耗 DSP 加速器，這是 MSP430 MCU 的新外設(shè)，它可以用來(lái)做向量式算法，包括傅氏變換，沖激響應(yīng)或 IIR 濾波算法；還可以完成矩陣運(yùn)算，包括矩陣乘法、加法和減法。LEA 可以不受 CPU 干預(yù)獨(dú)立工作，TI 向用戶(hù)提供整個(gè) DSP 算法庫(kù)，這個(gè)庫(kù)對(duì)客戶(hù)來(lái)講相當(dāng)于收發(fā)命令，使用非常得簡(jiǎn)單。LEA 在單片機(jī)領(lǐng)域是個(gè)創(chuàng)新，它使我們做高性能數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)可以達(dá)到這樣的低功耗水平和高速處理能力，同時(shí) FR5994 是第一顆帶 LEA 的產(chǎn)品。”
LEA 具有如此強(qiáng)大的計(jì)算能力，具體都有哪些應(yīng)用？計(jì)量類(lèi)如超聲波測(cè)量，需要處理很多信號(hào)濾波，這要求器件有強(qiáng)大的運(yùn)算能力，而超聲波的流量測(cè)量一般都是電池供電，因此需要很低的功耗；樓宇自動(dòng)化的玻璃破碎檢測(cè)，需要對(duì)聲音頻譜進(jìn)行分析，從而判斷玻璃是否有破碎，這里就會(huì)用到 FFT 算法；火災(zāi)中的電弧檢測(cè)也會(huì)用到 FFT 算法，這些應(yīng)用都可以用 LEA 得到快速處理。由此可見(jiàn)，LEA 適用于需要低功耗和高速計(jì)算的應(yīng)用。
LEA 和 DSP 對(duì)比：硬件加速更快，軟件編程更靈活
說(shuō)到高速處理，我們一定還會(huì)想起 TI DSP C5000 和 C6000 系列，它們和 FR5994 是怎樣的關(guān)系？?jī)烧叩募夹g(shù)差異在哪里？刁勇解釋?zhuān)癈5000 和 C6000 DSP 處理能力也非常強(qiáng)，但它們更多應(yīng)用于視頻監(jiān)控、指紋識(shí)別等場(chǎng)景，監(jiān)控設(shè)備可以用交流供電，對(duì)功耗的要求不高，F(xiàn)R5994 更適用于低功耗應(yīng)用。從最基本的 DSP 運(yùn)算、實(shí)現(xiàn)功能來(lái)講兩者相似，C5000 或 C6000 DSP 工程師可以編程，靈活度更高，LEA 的優(yōu)勢(shì)是把數(shù)學(xué)運(yùn)算的功能做成了一個(gè)硬件加速器，運(yùn)行起來(lái)比軟件做 DSP 算法更快?！?/p>
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