32位MCU将成主流SoC应用平台，您准备好了吗？ 应用平台

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[导读] 近几年随着数字革命的愈演愈烈，嵌入式系统得到了飞速的发展，应用领域也在不断扩展到与人们生活息息相关的方方面面。本次ADI公司精密ADC产品线产品应用经理魏科，将就嵌入式处理器MCU/DSP的市场和技术进行探讨。为IC工程师解读嵌入式系统的技术发展趋势，介绍ADI的高性能嵌入式解决方案。
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　　近几年随着数字革命的愈演愈烈，嵌入式系统得到了飞速的发展，应用领域也在不断扩展到与人们生活息息相关的方方面面。本次ADI公司精密ADC产品线产品应用经理魏科，将就嵌入式处理器MCU/DSP的市场和技术进行探讨。为IC工程师解读嵌入式系统的技术发展趋势，介绍ADI的高性能嵌入式解决方案。
　　总体而言，更低成本、更低功耗、更小尺寸始终是业界不懈追求的目标。纵观MCU领域在近几年的发展历程， “多核技术”、“高性能DSP”、“MCU/模拟整合”、“Cortex-M”等一直都是该领域的热门，数字革命的推动令MCU/DSP产品在音响、辅助驾驶、电机控制、智能监控、生物识别、生命维持和救护等领域得到了广泛应用，同时广泛的应用又拉动了MCU/DSP产品的增长。
　　2013年，随着无线通信基础设施、汽车电子、智能视频监控、工业自动化控制和航空航天等嵌入式应用领域市场需求的推动，DSP和其他一些处理器等不同技术将继续走向融合。

　　魏科 ADI公司精密ADC产品线产品应用经理

　　为实现高速、多DSP信号处理、融合信号/控制处理、固定功能处理及微控制器应用等多种功能，ADI公司推出了包括Blackfin、SHARC、 SigmaDSP、TigerSHARC、ADSP-21xx及模拟微控制器的嵌入式处理器和DSP产品组合。同时ADI拥有独具特色的包含高精度模拟信号处理外设的MCU系列，如ADuC702x、ADuC712X、ADuC703x、ADUC706X、ADuCM3xx系列。ADI的MCU和DSP产品关注于无线通信基础设施、汽车电子、智能视频监控、工业自动化控制和航空航天等嵌入式应用领域，致力于为用户提供完整的集成解决方案。
　　ADI最近推出的新一代双核、1GHz处理能力的Blackfin处理器ADSP-BF60x系列针对嵌入式视觉应用进行了优化，并均配备一个称为 “流水线视觉处理器（PVP） ”的高性能视频分析加速器。PVP是靠近Blackfin内核的一组功能模块，专为加快图像处理算法和降低整体带宽要求而设计。该PVP加速器每秒能执行高达250亿次的数学运算，其结合两个Blackfin内核，为强大且灵活的处理器奠定了基础，从而实现极高的分析性能。这些处理器将是未来高级汽车辅助驾驶系统 （ADAS）、工业机器视觉和安防/监控系统等应用的理想之选。同时，ADSP-BF60x提供全面的开发工具、开发板和扩展板，包括CrossCore Embedded Studio软件开发工具、高速仿真器、EZ-Kit开发板和专用EZ-Extender卡。ADSP-BF60x Blackfin处理器系列以强大的性能，极低的功耗，便利的设计以及实惠的价格实现高级分析功能，从而使嵌入式视觉系统能得到更广泛的应用。
　　ADI基于BF506F的汽车电动助力转向系统（EPS）
　　电动助力转向系统（EPS）是未来转向系统的发展方向，该系统由助力电机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压轴、传送带和皮带轮，既节省能量，又保护环境，逐渐成为轿车的标准装置。根据咨询公司Strategy Analytics对中国EPS市场的预测，在2010-2017年期间中国的EPS市场的年复合增长率将达到16.9%，约1800万套。
　　BF506F是一个400MHz主频的低功耗处理器，片上4MBFLASH，双12bits，2MSPS12通道高速ADC，拥有CAN、UART 通信接口，6对PWM输出。与同类产品相比，BF506F主频更高、片上FLASH更大、ADC数量采样率均比较高，更重要一点，BF506F更有成本优势。在外设资源相差不大，高主频意味着比较高的运算处理能力，因此，选择BF506F系列处理器实现EPS，在硬件平台不用变更的情况下，更容易实现算法、控制策略升级。
　　ADI基于ADSP-BF592的视频分析传感器
　　基于BF592的视频分析传感器定位为极低成本，功能单一，外观小巧的产品，因此，设计时尽量紧凑，采用一体板方式。
　　BF592是Blackfin处理器产品系列的低成本入门级处理器，BF592提供200 MHz和400 MHz内核时钟速度，外设集包括两个SPORT口、一个PPI、两个SPI、四个通用计数器以及一个包含VDK RTOS和C运行库的工厂编程指令ROM块，其特性和成本针对不需要外部存储器或可执行闪存的计算密集型工业、汽车和通用应用进行了优化。BF592采用低成本9x9mm LFCSP封装，提供商用和工业温度等级以及通过汽车应用认证的产品。400-MMAC / 200-MHz Blackfin DSP售价1.99美元，评估板售价99美元。
　　可以看出，基于BF592的视频分析传感器是一款极低成本，体积小，功耗低的产品，非常适用于智能楼宇，物联网的领域。
　　ADI针对铅酸电池传感器的高集成度ADuC703x系列
　　欧美国家预测2020左右微混动系统在传统燃油车的装配比例将达到约50%。典型的微混动技术即发动机启停系统。汽车在等红灯之类的怠速止步情况下，可以通过这个系统将发动机关掉以降低油耗。该系统需要对铅酸电池的状态进行精确监控。ADI最早推出用于铅酸电池管理的系统级芯片ADuC703X。它集成高倍数PGA、高分辨率ADC、一块ARM7核、以及LIN等外设。可以测量mA级别至上千安培的电池电流动态范围，同时测量电池电压和温度。其 32位内核基于这些测量数据进行电池电量和健康状态的高效计算，经LIN传送至发动机电喷控制系统。在这一领域，ADI目前占有绝对市场份额。
　　ADI针对工业变送器应用的SOC解决方案ADUCM360
　　高性能模拟前端、系统低功耗、高集成度、宽工作温度区间是工业过程控制应用的主流发展需求。（ADUCM360+AD5700+AD5421 ）为工业变送器应用提供了最佳解决方案。其中，ADUCM360内置两个4K采样率、24位 SD ADC，采用32位ARM Cortex-M3内核，片上集成Flash/EE 存储器。AD5700是一种单芯片HART解决方案， AD5421是一款完整的环路供电型4 mA-20 mA数模转换器（DAC）。这三颗器件构成一个完整的工业变送器系统，典型整体工作功耗小于3.5mA。高性能、低功耗、高集成度是其突出特点。
　　ADI 针对高端光模块的SOC解决方案ADUC702X/ADUCM712X
　　高性能模拟前端、小封装、定制化、宽工作温度区间是通信领域中光模块应用的主流发展需求。ADI为高端光模块中的系统监控提供了市场中占据主导地位的解决方案。ADUC7020是现阶段PON OLT市场中的最重要的应用平台，ADUC7023/ADUC7121/ADUC7122为当前各种主流光模块（SFP+/QSFP+/XFP/CFP） 提供了一体化的集成应用平台。
　　ADUC7023集成有12位SAR ADC、4路12位DAC，以及温度传感器、参考源和其他标准外设，基于ARM7TDMI内核，为小型化的光模块提供了高可靠的系统解决方案。 ADUC7121是市面上唯一一款集成有12位SAR ADC、12位VDAC以及11位IDAC的ARM7TDMI内核的小封装SOC。在可调激光器模块、CFP应用中是首选解决方案。
　　魏科表示，基于CORTEX的32位MCU内核将会成为主流的SoC应用平台。