Arm® Cortex®-M0+ MCU 如何优化通用处理、传感和控制

发布者:EE小广播最新更新时间:2023-03-27 来源: EEWORLD关键字:Arm  Cortex  MCU  TI 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

Arm® Cortex®-M0+ MCU 如何优化通用处理、传感和控制


嵌入式系统中的微控制器 (MCU) 像是繁忙机场的空中交通管制系统。MCU 可以感知所在的工作环境,根据感知结果采取相应操作,并与相关系统进行通信。MCU 可以管理和控制从数字温度计到烟雾探测器,再到暖通空调电机等几乎各种电子设备中的信号。


为了确保系统的经济性和使用寿命,嵌入式设计人员在设计过程中需要更大的灵活性。如果采用目前市面上的 MCU 产品系列,设计人员在当前和未来设计中可以重复使用的硬件和代码数量将很有限,并且计算、集成模拟和封装选项也很有限。这种有限的灵活性通常意味着设计人员必须向多家制造商采购 MCU,并需要花费额外的时间进行重新编程才能满足每个设计的独特需求,因此会增加开发成本以及整体系统成本和复杂性。


MSPM0 Arm® Cortex®-M0+ MCU 为设计人员提供更多的选择、更大的设计灵活性以及更直观的软件和工具,可帮助解决这些难题。本文将探讨所谓的“更”在这里的真正含义,以及这些 MCU 凭借更多的集成模拟选项和处理能力可能适用的潜在应用。


更多的计算选项


虽然 Arm Cortex-M0+ 为 8 位和 16 位应用带来了 32 位计算能力,但设计人员仍在寻求尽可能强大的计算性能,包括增加软件抽象层以实现代码复用和延长寿命,在具有超低时延要求的算法中加强分析能力,以及提高安全性。


执行计算工作的 MSPM0 MCU 选项有很多,从适用于简单应用的 32 MHz Arm Cortex-M0+ 中央处理器 (CPU),一直到具有硬件加速数学函数(包括加速除法、求平方根、乘法累加和三角函数 [正弦、余弦、x 的反正切、y/x 的反正切])的 80 MHz CPU。 


MSPM0 G 系列(包括 MSPM0G3507)MCU 在两种闪存等待状态下具有 80 MHz 的计算能力,因此可以在如下应用中采用此类低成本 MCU:


运行频率大于 30 kHz 的无传感器磁场定向控制 (FOC) 电机驱动应用,由于数学加速,控制环路时延更低(应用示例如图 1 所示)。

电网基础设施中的多相电能计量计算。


   image.png

图 1:FOC 电机驱动应用示例(工业电机、无绳电钻和家用电器)


更多的集成模拟选项


借助于 MSPM0 MCU 的集成构建块以及灵活的可编程片上连接,包括逐次逼近寄存器 (SAR) 模数转换器 (ADC)、比较器和数模转换器,可以帮助提高传感电路的精度。这些构建块还包括具有零交叉失真的零漂移、斩波稳定型、可编程增益运算放大器。集成的跨阻放大器具有用于实现光电二极管电路的超低输入偏置电流 (150pA)


在低成本传感应用中,通过降低作为误差源的输入失调电压,可以实现更高的传感器信号增益,同时在整个温度范围内保持较低的残余输入失调电压误差(如图 2 所示),从而提高以下应用中的精度:


电力输送应用,如电池充电和电量监测。

监测和实时控制应用,例如电器、电动和园艺工具中的有刷直流和无刷直流电机驱动器。

医疗监护信号链,包括血压监测仪、脉搏血氧仪和温度计。

楼宇自动化应用,包括烟雾探测器和被动红外传感器


  image.png

图 2:在最大值 ±2 mV 和 ±300 μV 下的输入失调电压误差比较


集成的 SAR ADC 支持高达 4MSPS 的单调 12 位运算和高达 250kSPS 的 14 位运算,并支持同步采样以同步测量两个信号。此功能可在住宅和企业应用中进行能源监测,对电源电压和电流进行 14 位同步采样,以及在压缩机、泵和风扇等电机驱动器中进行高速低时延采样 (250ns)。


结语


在成本敏感的嵌入式系统中添加和改进功能取决于符合设计人员预算的 MCU 的传感精度和计算能力。随着越来越多的设计人员采用平台软件开发方法、对多个应用使用同一个软件框架,基于具有可扩展功能的 MCU 产品系列进行开发比以往任何时候都更加重要,这样能确保每个产品都使用具有必要检测和处理功能并经过成本优化的 MCU。采用现代 MCU 产品系列,设计人员可以在不增加成本的情况下添加新功能,或者在保留现有功能集的情况下降低成本,同时还可以开发在未来设计中可重复使用的可扩展软件。


关键字:Arm  Cortex  MCU  TI 引用地址:Arm® Cortex®-M0+ MCU 如何优化通用处理、传感和控制

上一篇:TI MSPM0 MCU的车载充电机插枪唤醒方案
下一篇:超低功耗温度测量与显示方案

推荐阅读最新更新时间:2024-11-17 12:16

赛普拉斯推出全新可高速安全联网的汽车用MCU产品线
全新 40nm 工艺高性能 Traveo™ MCU系列支持 CAN FD 网络、eSHE 安全功能以及优质音效,同时为经典仪表盘系统加入图像显示功能 赛普拉斯半导体公司(纳斯达克代码:CY)今日宣布其 Traveo™ 汽车微控制器 (MCU) 系列的新产品现已开始提供样品,可为经典仪表板系统提供安全的高速联网功能。新MCU系列支持用于车内高速联网的控制器局域网络灵活数据率 (CAN FD) 标准,允许海量数据在每个 CAN 节点间进行交换。该系列的增强型安全硬件扩展 (eSHE)支援能够防止与未授权的电子控制单元 (ECU) 通信,从而保护车内网络的数据安全。全新的 MCU 系列提供更先进的系统功能、优质音效和图形,而且可驱动
[汽车电子]
单片机c51头文件的解释
#include reg51.h 是 c51(用于单片机开发的一种c语言)的头文件。   类似于头文件 AT89X51.h。   这两个头文件基本是一样的,只是在使用时对位的定义不一样,   at89x51.h 文件中对 P1.1的操作是写成 P1_1;   reg51.h 文件中的操作则写成 P1^1。 打开 reg51.h 可以看到这样的一些内容:   此文件一般在 C:KEILC51INC 下 ,INC 文件夹根目录里有不少头文件,并且里面还有很多以公司分类的文件夹,里面也都是相关产品的头文件。   如果我们要使用自己写的头文件,使用的时候只需把对应头文件拷贝到 INC 文件夹里就可以了。   sfr 并非标准C语言的关键字
[单片机]
基于89C51单片机的环境噪声测量仪的设计
  环境噪声监测,是人类提高生活质量,加强环境保护的一个重要环节,在各大城市的繁华街区和居民区,已有大型环境噪声显示器竖立街头。但目前国内的便携式噪声测试仪,多为价格昂贵的进口专用设备,除卫生、计量等环保专业部门拥有外,无法作为民用品推广普及。本文介绍一种以89C51单片机为核心,采用V/F转换技术构成的低成本、便携式数字显示环境噪声测量仪。该仪器工作稳定、性能良好,经校验定标后能满足一般民用需要,可广泛应用于工矿企业、机关学校等需要对环境噪声进行测量和控制的场合。   1 声压级的测量机理   人耳的听阈一般是20m Pa (微帕),痛阈一般是200Pa(帕),其间相差107倍,这样宽广的声压范围很不易测量,而且人耳对声
[测试测量]
学习单片机8
常用接口电路及其编程 LED数码显示器的连接与编程 在单片机系统中,通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点,因此使用非常广泛。 八段LED显示器 引入:还记得我们小时候玩的 火柴棒游戏 吗,几根火柴棒组合起来,可以拼成各种各样的图形,LED显示器实际上也是这么一个东西。八段LED显示器由8个发光二极管组成。基中7个长条形的发光管排列成 日 字形,另一个贺点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点用,它能显示各种数字及部份英文字母。LED显示器有两种不同的形式:一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的,称之为共阳极LED显示器;另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的,称之
[单片机]
利用Multisim10中的MCU模块进行单片机协同仿真
  MCU(MicrocontrollerUnit)即单片机是大家都比较熟悉并常用的电子器件,由于其广泛的应用,所以用单片机设计电路是电子技术人员必备的技能。对于初学者,可以先从软件仿真入手。我们知道利用Proteus软件可以进行单片机的软件仿真,Multisim同样也可以。Multisim是基于SPICE的电路仿真软件,SPICE(SimulationProgramwithIntergratedCircuitEmphasis)是“侧重于集成电路的模拟程序”的简称,在1975年由加利福尼亚大学伯克莱分校开发。在Multisim9中,需要另安装MultiMCU进行单片机仿真。NI(NationalInstruments)Multis
[单片机]
利用Multisim10中的<font color='red'>MCU</font>模块进行<font color='red'>单片机</font>协同仿真
想在理工科领域有所成就?看看TI工程师怎么说
TI的员工Krumali Patel从来都不是一个墨守成规的人。 工程设计最需要的就是灵感, 她说, 当我还是个孩子的时候,我的老师让我们制作一把纸扇,为了与众不同,我用塑料和各种配饰自己定制了一把扇子。不过,当我非常骄傲的在老师面前展示我的作品时,她给了我零分,因为她认为我一定是在家长的帮助下完成的作品,这件事在当时让我非常伤心。 Krumali现在是德州仪器(TI)模拟设计服务部门的副总裁兼总经理。和很多其他TI的员工一样,她一直在通过自己的言行鼓励下一代的创新者,尤其是那些正在攻读或者从事理工科专业的人。 最近,TI邀请了50名本地学生参加了在达拉斯总部举办的STEM(科学、技术、工程、数学)体验学习,这个项
[半导体设计/制造]
想在理工科领域有所成就?看看<font color='red'>TI</font>工程师怎么说
Silicon Labs基于ARM Cortex-M0+内核的最节能MCU问世
Silicon Labs(芯科实验室有限公司)宣布推出基于ARM® Cortex®-M0+处理器的业界最节能32位微控制器(MCU)。EFM32™ Zero Gecko MCU系列产品设计旨在为广泛的电池供电型应用达到最低系统功耗,例如便携式健康和健身产品、智能手表、运动跟踪器、智能电表、安全系统和无线传感器节点,以及由能源收集系统供电的无电池系统。新型的Zero Gecko系列产品是Energy Micro开拓性的EFM32 Gecko产品组合中的最新成员。该系列产品包括16种具有成本效益的MCU产品,为帮助物联网(IoT)中可连接设备实现尽可能的最低功耗而进行了重新设计。 EFM32 Zero Gecko MCU具有业界最
[单片机]
基于ARM的指纹采集仪的设计与实现
1 引言 在个人身份识别领域,指纹识别作为目前最为成熟的生物识别技术之一,成为很多应用场合的首选。和PC环境相比,嵌入式系统有着体积小,功耗低的特点,由于功能相对专一,在稳定性,可靠性和安全性上有一定优势。所以现在嵌入式系统不仅应用在移动设备上,而且在固定场合的身份识别系统也被越来越多的采用。 WinCE.Net嵌入式操作系统是微软公司推出的一种全新开发的操作系统,具备抢先式多任务功能以及强大的通讯能力,专门应用在信息设备,移动应用,消费类电子产品以及嵌入式应用等非PC领域,目前已经发展到5.0版本。本文涉及的指纹采集设备工作在以ARM920T为内核的嵌入式系统上。设计这套系统的目的是进行便携式指纹识别仪器应用研究,并提供一
[单片机]
基于<font color='red'>ARM</font>的指纹采集仪的设计与实现
小广播
设计资源 培训 开发板 精华推荐

最新单片机文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件

 
EEWorld订阅号

 
EEWorld服务号

 
汽车开发圈

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved