作者: 来源:中国电子商情
发布时间:2015-04-23
对全球半导体产业而言,2012年是继全球金融危机和美国次贷危机以后又一个让人忧虑的年份,就在人们普遍为2012年的市场担忧之时,德州仪器(TI)于今年的2月份连续推出多款高性能微控制器(MCU)和SoC产品,抢先在工业应用和无线通信市场布局。产品采用了TI储备已久的超低功耗技术以及28nm多内核架构。
金刚狼微控制器挑战芯片超低功耗极限 距“无电池时代”更近一步
20年前,当TI首款MCU产品被用于德国的水表和气表中时,即拉开了MCU未来在多领域应用的大幕,如依靠收集能量无线监测生命统计数据的医疗垫片、嵌入在运动鞋中的传感器可在运动鞋的整个使用期限内跟踪使用者的体能状况、智能程度更高的水表或气表电池寿命长达15年等。随着TI超低功耗微控制器平台“金刚狼”的问世,这种更智能、更环保、“无电池”的世界很快就将成为现实。
TI这款超低功耗MSP430微控制器平台因运用了激进的节能技术而拥有了“金刚狼”(Wolverine) 的代号,基于该平台的首批器件将是MSP430FR58xx微控制器系列,其功耗与业界其他微控制器相比至少锐减了50%(360nA实时时钟模式功耗和低于100μA/MHz的运行模式功耗)。例如:典型的电池供电型应用99.9%的时间都处于待机模式,而基于“金刚狼”的微控制器在待机模式中的流耗仅为360nA,可使电池寿命延长一倍以上。凭借超低功耗系统架构与革命性的“金刚狼”微控制器平台技术,TI延续了引领最新低功耗技术发展的传奇。
“金刚狼”微控制器具有最低的存储器功耗、待机功耗、运行功耗以及外设功耗,这一切主要得益于TI采用的创新工艺和建构。首先,TI运用独特的超低漏电(ULL)工艺技术进行创新。这种ULL技术可提供10倍以上的漏电指标改善幅度及优化的混合信号性能,在成就功耗大幅下降的诸多综合要素当中,改进的130nm工艺技术、超低功耗MSP430架构以及所整合的30多种功耗优化型模拟和数字组件只是其中的几个。其次,利用统一型FRAM实现了无可比拟的性能与可靠性。“金刚狼”微控制器的设计中充分利用了功耗最低的存储器 FRAM,运行模式中的工作电流可低于100μA/MHz,而且与基于闪存和EEPROM的微控制器相比,每位能耗下降了250倍。除了功耗的优势之外,FRAM还是100%非易失性的,使开发人员既能获得SRAM低功耗、高速度和灵活性,同时又可以享受到Flash重要的无供电存储能力。
图1 TI“金刚狼”微控制器提供无人能及的超低功耗
德州仪器副总裁、微控制器业务部总经理Scott Roller先生表示:“随着电池使用寿命达到10至20年,诸如血糖仪和烟雾探测器等日常设备的性能水平日渐提高,而且这种趋势正逐步渗透到众多其他应用之中。TI革命性的‘金刚狼’低功耗架构即将设立全新的业界标准,并将促成超低功耗产品的激增。从消费到医疗、再到工业,其应用前景无可限量。”
延续MSP430家族超低功耗系统传统优势、外设及软件的优势,“金刚狼”微控制器可实现简易型开发。10多年来,TI MSP430平台一直是低功耗技术的领先者。这种新型超低功耗架构大幅降低了电源消耗,具有6.5µs的快速唤醒时间和高精度外设,如内部电源管理及一个流耗为75µA的12位ADC。而且,所有的TI MSP430微控制器也都借助MSP430Ware软件和资源库以及低功耗代码优化软件工具而得以扩充。MSP430Ware使得开发人员能够立即访问所有的MSP430微控制器设计资源,并按照器件、工具或软件库轻松地从中进行筛选,显著地简化设计并加快了产品的上市进程。据悉,TI将继续加大在软件和设计工具上的投入,不断增强产品的易用性。针对中国市场的独特需求,TI将以更积极的态度为中国工程师的设计需要提供技术支持,即所谓的“In China,For China”。
KeyStone II架构让多标准SoC在小型蜂窝基站中的应用更出色
日前,TI对其KeyStone多内核架构进行重要升级,从而为集信号处理、网络、安全和控制功能于一体的高性能28nm器件进入崭新发展时代铺平了道路。升级后的KeyStone II架构支持TMS320C66x数字信号处理器 (DSP) 系列内核以及多高速缓存同步的四通道ARM Cortex-A15集群,包含多达32个DSP和RISC内核。基于KeyStone架构的器件专为通信基础设施、任务关键型应用、测试与自动化、医疗影像以及高性能云计算等高性能市场而精心优化。
图2 TI KeyStone II多内核架构
与TI 40nm KeyStone多内核DSP和片上系统(SoC)相比,KeyStone II器件除提供两倍以上的容量和性能,还可大幅改善功耗性能比。KeyStone II最初针对的是面向无线基础设施应用的28nm 器件。TI首款KeyStone II器件为TMS320TCI6636 SoC,它包括首款最高速的四通道ARM Cortex-A15 RISC处理器,为无线基站开发人员带来两倍以上的容量和超高性能,而功耗仅为传统RISC 内核的一半。此外,器件还采用 28nm 硅芯片工艺技术,用以集成一系列处理单元,包括8 个TI定点和浮点TMS320C66x DSP系列内核及增强型数据包、安全和无线Acceleration Pacs等。上述处理单元与性能卓越的层一、层二、层三和传输处理功能以及运行维护和控制处理功能相结合,能够显著降低系统成本和功耗,电信设备商据此可开发出成本更低、更绿色环保的基站。
TCI6636集成ARM Cortex -A15 RISC内核,并提供功能齐全的数据包与安全处理技术,相当于一个宏基站控制器,不仅能够支持多领域宏基站,还可取代昂贵而耗电的网络处理器。对目前使用TI TMS320TCI6618 SoC等基带处理器的网络运营而言,TCI6636可作为配合协处理器的控制器。TCI6636还内置了以太网、SRIO 和天线交换功能,进一步降低了系统级功耗和材料清单成本。
TCI6636是首款采用LTE Advanced(LTE-A)技术的SoC,支持40 MHz的LTE信号带宽,可为小型蜂窝基站带来一款理想的高性能解决方案,其独特之处在于它还可作为 WCDMA/LTE宏基站控制器器件,能支持多领域宏基站。它可优化容量增强特性的实现,如更高的带宽、MIMO天线配置和高级接收器以及LTE用户调度算法。TCI6636还支持同步双模式,不仅帮助运营商简化从2G到3G甚至4G的升级工作,而且无需对每种标准采用专用设备,也无需进行现场物理升级,显著降低资本支出与运营成本。