数字信号控制器适用成本敏感的应用需求

随着能源成本的不断提升，工业和设备应用的设计者正在寻找更为经济的半导体解决方案，以期为产品提供更多的功能，并提高能源的利用效率。与此同时，设计者也在努力为各种成本敏感的中低端应用寻求物美价廉的半导体解决方案。 1 DSC优势尽显 2000年前后，市场上首次出现了数字信号控制器DSC（Digital Signal Controller）产品。它既具有微控制器（MCU）的编程简易性和灵活性，又具备数字信号处理器（DSP）的数字处理能力，是一种高效率器件。DSC的最大优势在于其硬件设计简单，而且不必通过减少器件功能，来实现成本、高效率开发产品的目标。 经过几年的发展，DSC以其优势取得了长足的进展。飞思卡尔在当时开发的56800/E系列产品至今已有上千种成功的设计。最近，该公司又在56800/E系列的基础上发布了56F8000系列，将DSC的应用扩展了需要高性能和低成本的更多应用领域。 56F8000系列采用了经济高效的第三代闪存技术。该技术已经成功地应用在恶劣的工业和汽车环境中，有效地节省了维护和修理成本，延长了终端设备的生命周期。该系列拥有完全集成的内核和先进的高性能外设，这些外设能够满足中低档应用低功耗、高速度和灵活性的需求。它可以通过各种技术对功耗进行管理，包括所有主要外设的先进定时控制、模数转换器（ADC）和整个芯片的低频待机模式等。 2 最高性价比业界领先 56F8000系列单核心DSC可谓革命性的产品，在满足市场需求的同时，再次以低端DSC的降低生产成本、加快产品面市速度的优势，确立了飞思卡尔的市场领导地位，又一次突破了DSC成本和性能的价格障碍。 56F8000是单核心DSC，它将16位核心结构与闪存和先进外设充分集成到一个小型32引脚封装中，非常适合空间受限的工业和设备应用。该产品具有今天市场上最高的性价比——2.99美元；其更低的成本、最小型的封装和更高的集成功能，可在下游设计中充分实现数据化控制，为各种终端系统应用创建一个可配置的多功能平台。 56F8000与竞争结构相比，其采用的DSC结构具有更小的存储器占板面积，并可提供更多的控制功能。而且，灵活地外设系统芯片（SoC）的集成有效地减少了外部元件，改善了系统的可靠性，并降低了整体系统成本。这些都为满足今天工业和设备产品设计者的紧迫需求提供了一种频具优势的选择。 3 应用范围日趋广泛 众所周知，工业和设备市场的电子产品有着量大面广的特点，对成本十分敏感。飞思卡尔充分了解到工业和设备设计者在下一个应用项目中想要从半导体制造商那里得到什么样的产品。 工业和设备控制市场的需求总是在不断地变化，但是有一个主题不会改变——不断增加元件的性能，而不会使成本上升。飞思卡尔生产的56F8000系列的设计能以当今市场上其他解决方案无法比拟的低价位，为开发人员提供更高的性能和价值，确保制造商能以具有竞争力的价格为其客户提供更快、更稳定和更有效率的产品。 56F8000系列的性价比和外围功能非常适合设备电机控制以及数字电源转换。该系列产品的其它应用包括智能传感、照明控制和仪表设备。选择56F8000用于数字电机控制应用，设计人员将能使用三相电机和无感技术，从而降低系统成本，提高能量效率，并降低电机噪音。 56F8000系列将充分集成的内核与为工业应用开发的先进外设相结合，为需要16位器件的应用提供了低成本的解决方案，其应用拥有广泛的客户基础。其控制应用包括：工业变频器、空调、家电、压缩机、办公自动化、相机变焦、智能电机、电焊机、建筑自动化、开门器电梯控制、风扇控制、食品处理机、叉车、高尔夫车、机床驱动、机器人控制、伺服系统、步进电机控制、纺织机、玩具、船只推进控制和发电机等；汽车应用包括：流体泵、替代ASIC；数字电源应用包括：开关电源、板上安装型DC/DC转换器、充电器、燃料电池、太阳能、照明和镇流器；其他应用包括：电子计量、电缆调制解调器、安全系统、TEC控制、健身器、GPS和替代模拟控制等。 56F8000系列基于飞思卡尔的56800/E数字信号控制器核心，速度达到32MIPS（百万指令每秒），能够执行单周期内的累积乘法（MAC）运算。详细功能包括： %26;#183;具有可编程故障功能的96MHz PWM。 %26;#183;具有1.25ms转换速度的12位ADC。 %26;#183;ADC/PWM同步。 %26;#183;16KB的程序内存、4KB的程序/数据随机访问存储（RAM）。 %26;#183;Inter-IC总线（I2C）。 %26;#183;可调张驰振荡器。 %26;#183;4个16位定时器、电脑适当操作（COP）、串行外设接口（SPI）、串行通信接口（SCI）。 %26;#183;多达26个通用输入输出（GPIO）。 4 应用设计 56F8000系列采用56800/E DSC的哈佛结构内核，速度高达32MIPS，可执行单周期乘累积（MAC）运算。基于56800/E的56F8000系列框图如图1所示。 56F8000系列的混合结构有利于在单器件中实现控制和信号处理功能的融合。客户可以用MCU的价格买到DSP的计算性能和MCU的控制性能。其小型存储器可比竞争结构提供更多的控制功能。片上电压调节器和电源管理可实现灵活的电源节省模式。灵活的外设系统芯片集成减少了外部元件，提高了系统的可靠性，降低了系统成本。 成功的应用是最好的证明。全球领先的纺织机器工业设备制造商Savio Macchine Tessili在自动纱机中采用了MC56F8013器件，不仅提高了性价比，还为机器增加了新的功能。借助器件的中央处理器和多种外设，设计出了完善而灵活的产品。 以往的电源主要采用模拟控制，随着数字控制的实施，开发人员将能构建适用于不同软件应用的通用平台，从而减少存货投入，降低硬件开发成本。泰科电子电源系统整流器和能源解决方案部门利用56800/E系列DSC先进的脉宽调制（PWM）模块所具有的独特的电源应用功能以及代码兼容性，降低了总体系统成本，加快了产品开发速度，能简化在不同平台之间移植旧代码的过程，实现了代码在各个平台上的复用。 为帮助客户加速开发新的DSC应用，飞思卡尔为56800/E和56F8000系列提供屡获奖项的CodeWarriorTMDevelopment Studio开发环境。该工具包包括自动代码生成器Unis Processor ExpertTM，可缩减开发时间，改善编码质量。56800/E特别版支持新的56F8000系列，包括USB TAPTM主机通信电源、低成本电机控制、汽车控制和无线通信的参考设计和演示单元，如图2所示。 飞思卡尔56800/E特别自动CodeWarrior Development Studio for(带有Processor Expert)包含在开发板工具箱的价格中，建议零售价为65美元。此外，作为一项特别的发布促销活动，飞思卡尔以99美元的价格提供一般建议售价为250美元的USB TAPTM主机目标接口控制工具。欲了解关于这些产品以及相关服务和支持的更多信息，请访问http://www.freescale.com/webapp/sps/site/overvies.jsp?nodeId=0162469077%26;amp;tid=tmpr。 综上所述，DSC的应用范围正在不断扩大，飞思卡尔在这个市场的领导地位不言而哈。现在，工程设计人员可以使用56800 DSC实现涵盖多个应用领域的高性能、低成本的产品设计，在降低系统成本的同时，缩短产品进入市场的时间。