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“金刚狼”一出,霸气外露

2012-09-29 01:27:45 来源:与非网记者 岳浩

德州仪器最新推出的代号为“金刚狼”的MCU平台,号称是全球功耗最低的微控制器平台。借助铁电(FRAM)存储技术、基于130nm的超低漏电(ULL)工艺,多达7种的待机模式选择,以及传统MSP430超低功耗架构及外设的优势,为其带来了功耗与业界其他任何微控制器相比至少低50%的优势。

 

“金刚狼”一出,霸气外露

 

相信很多人对在飞思卡尔FTF上的低功耗MCU 产品PK还记忆犹新,在那一场比赛上Kinetis L完胜。也有工程师表示,这个实验只通过跑一段程序就说明哪家MCU更省电的作法有失偏颇,因为毕竟MCU还要从外设功耗、待机功耗等综合考量。

 

作为低功耗MCU的标杆,MSP430一直都是业界追赶的对象,现在差距在不断变小甚至有可能超越,德州仪器自然不会简单作罢。近日,德州仪器半导体事业部MCU业务拓展经理吴健鸿(Paul)为媒体详细介绍了今年3月德州仪器重磅推出的MSP430 MCU“金刚狼”系列。

 

就如Paul先生在媒体见面会上说的一样,过去15到20年中,德州仪器的MSP430一直都是全球最低功耗的MCU,一直都是业界低功耗的一个标准,现在德州仪器的很多竞争对手都已经在改善了,德州仪器觉得有必要,把低功耗的门槛再提高点,于是德州仪器花了三到四年的时间实现了“金刚狼”这个平台。

 

而作为全球功耗最低的这个微控制器平台,“金刚狼”系列就如它在漫画里的同名角色一样,是个超级英雄,有利爪,善于削砍,将微控制器的功耗削砍了一半。下面我们就具体来看它的“利爪”在哪里。

 

               电池使用寿命比较图

 

铁电(FRAM)技术应用到存储单元中

 

Paul也为我们带来了一份电池使用寿命的比较图,用来对比哪个产品更加省电。当然,个人觉得德州仪器的比较更加客观一点,因为它不仅仅对比了运行功耗,还有待机功耗、数据写入功耗、以及外设ADC的运行功耗,这也更加贴合实际一点。但是MCU的具体功耗比较还得看实际应用场合而定,不同应用差异也会很大,这边必须得强调这一点。

 

图中粉色标出的是“金刚狼”最优于其他几个产品的地方,而这个就是今天得着重介绍的德州仪器率先应用到微控制器上的铁电(FRAM)存储技术。

 

铁电(FRAM)存储技术相对于目前的闪存(Flash)存储和EEPROM存储,可以说有了一个质的飞跃。

 

闪存(Flash)存储和EEPROM存储都是采用浮动栅技术,其在进行擦写操作时都需要电荷泵电路产生高压,所以也都有一定的擦写延迟时间,而且长时间的写操作也会破坏浮动栅存储单元,所以一般闪存(Flash)的擦写次数约十万次,EEPROM在一百万次左右。

 

而铁电(FRAM)存储作为一种非易失性的存储,其擦写电压很低,而且因为不需要高压泵电路产生高压来擦写数据,所以就没有擦写延迟现象,写入速度很快,Paul提供给我们的数据是比Flash快1000倍,而擦写寿命则达到了一百万亿次,几乎可以无限擦写了。

 

当然功耗上的下降也是显而易见的,从德州仪器提供的数据来看MCU在写铁电(FRAM)存储器时的功耗可以比MCU写闪存(Flash)时功耗低250倍。可以说写操作的功耗大大降低。

 


超低漏电(ULL)工艺及多种低功耗模式选择

 

再来看看“金刚狼”的工艺平台,采用德州仪器自主开发的130nm超低漏电流(ULL)工艺,使得“金刚狼”的漏电流降低了10倍以上,MCU的运行功耗降低了15%,静态功耗也得到了进一步的降低。

 

“金刚狼”针对不同需要设置了7种不同的低功耗模式,用户可以根据需要去选择相应的模式,以实现系统的最低功耗;而且“金刚狼”的唤醒时间也极短,差不多在6.5us左右;最小待机功耗(RTC模式功耗)只有360nA。


低功耗外设ADC

 

当然外设功耗的大小同样影响MCU的整体功耗。“金刚狼”系列内置了一个12位的ADC,采用逐次逼近型(SAR)架构,最低运行功耗只有75uA。



           “金刚狼”系列单片机图标

 

“金刚狼”系列大概在10月底就会有样片发布,看着“金刚狼”鲜红的“爪印”,相信这也是德州仪器想继续领导低功耗MCU的坚定信号,期待 “金刚狼”未来的表现。
 

 

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