MSP432：低功耗與高性能的完美搭配

功耗與性能能否兼得?MSP432 MCU的回答是：當(dāng)然可以。MSP432是德州儀器 (TI)推出的極低功耗32位ARM Cortex-M4F MCU——MSP432TM 微控制器 (MCU) 平臺(tái)。MSP432中的32代表該MCU是32位。這些全新的MCU通過充分利用TI在超低功耗MCU的專業(yè)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化性能的同時(shí)避免了功率的損耗，而其有效功耗和待機(jī)功耗也分別只有95µA/MHz和850nA。

市場(chǎng)上的MCU主要集中在兩個(gè)主打特點(diǎn)：一是低功耗，比如休眠時(shí)間居多的應(yīng)用;二是高性能，如對(duì)電氣控制、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等要求較高的應(yīng)用。而TI的這款 MCU除了擁有以上兩個(gè)特點(diǎn)之外，TI還在無線MCU部分支持超過14個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)，通過多標(biāo)準(zhǔn)的無線MCU平臺(tái)，在同一個(gè)平臺(tái)上支持多標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶更容易、更方便地設(shè)計(jì)IoT產(chǎn)品，應(yīng)用涉及包括樓宇控制、可穿戴、傳感等應(yīng)用。

但是，現(xiàn)在的設(shè)計(jì)過程中變化是隨時(shí)發(fā)生的。比如一個(gè)應(yīng)用原來可能只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的MCU搭配2個(gè)傳感器，可是當(dāng)新的產(chǎn)品出來時(shí)，工程師發(fā)現(xiàn)需要把傳感器增加到5個(gè)，這樣他們就需要更強(qiáng)大的MCU進(jìn)行運(yùn)算功能，而且不改變電池的壽命。這也是TI MSP432誕生的原因。用德州儀器超低功耗MSP微控制器事業(yè)部總經(jīng)理Miller Adair的話說，就是工程師現(xiàn)在可以不用在選擇低功耗或者高性能的MCU之間徘徊了，有了MSP432平臺(tái)，他們可以同時(shí)擁有低功耗和高性能。

為什么MSP432平臺(tái)可以低功耗與高性能兼得?

第一，MSP432內(nèi)核選用了ARM M4F，里面有性能很高的M4，加上浮點(diǎn)運(yùn)算功能，M4F和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手使用的M0+相比有10倍的性能提升。使用Coremark工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)看，MSP432 的Coremark部分可以達(dá)到3.41/MHz。但內(nèi)核不能決定整體性能，內(nèi)核的外圍部分同樣很重要。TI對(duì)這個(gè)產(chǎn)品的外圍花了很多時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化，MSP432產(chǎn)品在Flash部分可以同時(shí)讀和寫，也可把原來的數(shù)據(jù)刪除。

第二，把MCU驅(qū)動(dòng)部分放到ROM里而不是Flash中運(yùn)行，這樣對(duì)用戶來說，在做C語(yǔ)言編程時(shí)可以更快地運(yùn)行他們的軟件。這樣可以使ROM中的驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行速度比閃存中高200%。

第三，MSP432產(chǎn)品內(nèi)置了14位DAC，實(shí)際測(cè)量下來可以達(dá)到13.2ENOB性能，同時(shí)集成了參考比較器，可以支持差分輸入。

第四，為了實(shí)現(xiàn)低功耗，TI在MSP432產(chǎn)品中集成了DC/DC，和以前的LDO相比，可把整個(gè)功耗再降40%。在睡眠情況下，以前的做法還是要繼續(xù)供電以確保SRAM的數(shù)據(jù)可以保留。MSP432 MCU則包含一種獨(dú)特的可選RAM保持特性，此特性能夠?yàn)檫\(yùn)行所需的8個(gè)RAM段中每一個(gè)段提供專用電源，由此每個(gè)段的功耗可以減少30nA，從而降低了總體系統(tǒng)功率。

第五，很多傳感器應(yīng)用都需要用ADC收集數(shù)據(jù)，MSP432中14位的ADC采樣速度比原來的MSP430 ADC速度快了5倍，當(dāng)使用 14 位 ADC時(shí)，以 1MSPS 的速度運(yùn)行采樣傳感器時(shí)能耗僅有375uA，非常省電。同時(shí)，ADC的采樣速度可調(diào)，甚至在最低功耗時(shí)可以做到200μA的水平。

第六，在MCU工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)會(huì)一直在運(yùn)行，因此，它會(huì)影響到MCU的功耗。MSP432把驅(qū)動(dòng)直接放在ROM里，和把驅(qū)動(dòng)放在Flash里比較可以降低30%功耗。這樣，可以把節(jié)省下來的Flash直接給用戶用與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)計(jì)算。尤為令工程師興奮的是，不管是MSP430或者M(jìn)SP432，還是無線應(yīng)用MCU，TI的API驅(qū)動(dòng)是通用、兼容的，這使得工程師可以專注于他們的高級(jí)語(yǔ)言編程，而無需關(guān)注底層轉(zhuǎn)換工作，節(jié)省了他們的開發(fā)時(shí)間。

此外，TI自己的低功耗制造工藝也給MSP432的低功耗和低成本提供了堅(jiān)實(shí)后盾。