8位MCU集成温度传感和高性能模拟功能

高性能MCU的发展伴随着更丰富的功能集成。日前，Silicon Labs(芯科实验室)推出8位高性能MCU系列产品C8051F39x/7x，该产品集成更大温度范围内高精度的温度传感器，且无需校准。通过在极小封装内集成高性能模拟外设和极速8051 CPU内核，新型C8051F39x/7x MCU系列产品为光传输模块、传感器接口以及电风扇、烘干机、吸尘器、遥控玩具车等无刷直流电机应用提供优化的解决方案。 C8051F39x/7x增强特性据SiliconLabs 亚太区MCU高级市场经理彭志昌介绍， 新一代C8051F39x / 7x 系列产品是继C8051F33x系列后的又一成功产品，作为该公司最畅销的MCU系列产品之一，C8051F33x出货量已超过1亿片。而新发布的C8051F39x/7x在与C8051F33x引脚和代码兼容的基础上， 进行了性能升级， 例如CPU速度从25MIPS提升到50MIPS，增加了1路DAC，2个新增的中断优先级，增加了I 2C串行端口，工作温度范围由-10摄氏度~85摄氏度扩展到了-40摄氏度~105摄氏度C。此外，新产品的优化特性还包括：降低了整体功耗，改善了ADC的精度和速度，提高了I2C的响应速度。 据了解，许多消费类和工业应用都需要高精度温度传感器，以便为板上元器件(例如传感器、激光器和电源等)在温度变化范围内调整运行状态。新推出的C8051F39x/7x MCU片上温度传感器可提供高达105?C温度范围内±2?C的精度，这一温度精度是同类MCU产品的5倍，通过改进温度补偿处理例程，可获得更好的终端产品可靠性。此外，与其他MCU产品不同的是，该系列MCU产品通过采用创新架构，温度传感器无需工厂校准，可进一步降低生产成本。 基于专利技术的管线式架构8051内核，C8051F39x/ 7x MCU系列产品高达50MIPS的CPU性能是其他同类产品的2.5倍。高分辨率脉冲宽度调制(PWM)可处理更复杂的逻辑，为电机控制应用提供更宽电机速率范围和更高效率。此外，C8051F39x/7x MCU系列产品支持4级中断优先级，允许在实时应用中进行快速中断处理。 由于集成了温度传感器、晶体、ADC、电压参考和2个DAC，C8051F39x/7x MCU比其他方案小30%以上，它在工作模式下功耗仅为160μA/MHz，比其他产品降低了约80%，这些特性使其适用于便携式应用、空间受限/封闭型应用。此外，创新的Crossbar技术，可使开发人员灵活地分配外设功能到指定引脚位置上，易于系统布局布线，并减少引脚冲突。其片上模拟外设使开发人员可最大限度地减少分立器件，从而降低0.30美元以上的BOM成本。

C8051F39x/7x MCU内部资源
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目标应用和工具支持 C8051F39x/7x主要面向光模块、马达控制以及传感器市场。就光模块市场而言，4mm×4mm的小封装可带来很大便利，无需矫正的温度传感器也适应光通信的需求，同时可减少测试成本。马达控制要求转速越快越好，并对ADC的采样速度有很高要求，新产品的50MIPS CPU和快速ADC、6个高速定时器和PCA独具优势；针对传感器应用，由于很多传感器体积都很小，对功耗要求高，对ADC的精度要求也很高，而C8051F39x/7x的差分ADC输入比传统的单个输入更准确，加之更快的CPU速度，这意味着处理数据的时间更短，可有效满足应用需求。 C8051F39x/7x现已量产，全系列共有14种型号，支持4mm×4mm 20引脚和24引脚QFN封装，4KB~16KB闪存，以及1KB RAM。此外，其完整的开发套件包含嵌入式开发人员评估硬件和开发代码所需的所有工具，包括C8051F390或C8051F370测试板、USB调试适配器/编程器、电源、电缆、快速入门指南以及可免费下载的软件工具。 MCU优势及发展方向 自2005年起，Silicon Labs的8位MCU在中国市场平均每年都会有20%~30%的增长率。彭志昌表示，该公司的MCU产品充分利用其混合信号技术专利，在保证产品成本、性能和尺寸的前提下，提供增强的片上模拟外设，从而设计出了在计算能力、集成度、功率和模拟性能方面表现一流的MCU。 至于高性能MCU领域的研发挑战，彭志昌认为，高精密和高速度的CPU是反向的，CPU速度越快，芯片内部的噪声就越强，这样就会影响微弱信号的处理。要把这两方面做好，就要在芯片内部处理好噪声。经过多年持续不断地创新，Silicon Labs的MCU产品已在这方面形成了独特的优势。此外，Silicon Labs还注重整合不同的模拟外设，提升器件的精密度性能，同时降低功耗。 目前，Silicon Labs的MCU产品线包括基于8051的8位MCU和基于ARM Cortex-M3的32位MCU。SiliconLabs对这两类产品的定位是：当应用需求超越64K闪存时，32位MCU比较适合；小于64K闪存的应用，就可选择8位MCU。当然，具体的选择还需视封装、功耗等需求而定。 彭志昌表示，未来，Silicon Labs将会在MCU的高性能、整合度以及低功耗方面进一步优化，同时也会新增一些MCU产品来面向不同市场。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载