Microchip全新16位、32位单片机系列各有千秋

日期:2018-06-25

 
日前,全球领先的整合单片机、混合信号、模拟器件和闪存专利解决方案的供应商Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)在北京发布两大行业力作——全新数字信号控制器dsPIC33CH系列,能够实现独立设计代码并与Microchip双核dsPIC®数字信号控制器无缝集成;以及全新的SAM L10/11 32位单片机系列,可结合Arm TrustZone技术打造安全的物联网终端。Microchip 16位单片机产品部副总裁Joe Thomsen先生(左),以及Microchip 32位单片机产品部副总裁Rod Drake先生(右)围绕本次发布的两款全新产品的功能特性、竞争优势和市场战略,以及Microchip对该产品的应用和发展前景预测等与媒体进行了深入交流和讨论。
 
专为高端嵌入式控制优化
Joe Thomsen表示,客户在开发系统时面临的最大挑战之一是集成来自多个团队的软件,其中一个团队专注于时间关键型控制代码,其他团队则专注于开发其他应用。Microchip打造了独立设计代码并与Microchip双核dsPIC® 数字信号控制器无缝集成,有效简化了软件集成并优化需要大量数学运算的应用性能。
 

 
他说,dsPIC33CH系列专为真正的高性能嵌入式控制而打造,满足严格的时间要求,具有很高的灵活性,将为设计高端嵌入式控制应用的系统开发人员带来福音。根据设计,dsPIC33CH的两个内核一个是主核,一个是副核。副核用于执行时间关键型专用控制代码,主核负责运行用户接口、系统监控和通信功能,专为终端应用量身定做。dsPIC33CH还进行了特别设计,从而允许不同的设计团队分别为每个内核单独开发代码,并将两个内核无缝集成到一个芯片中。
 

 
据介绍,dsPIC33CH系列针对高性能数字电源、电机控制和其他需要精密算法的应用进行了优化,这包括无线电源、服务器电源、无人机和汽车传感器。例如,在数字电源中,副核负责管理需要大量数学运算的算法,而主核独立管理PMBus™协议栈,并提供系统监控功能,从而提高整体系统性能和响应能力。在一款器件中将全部工作负载分配到两个DSC内核中通过提高切换频率可以实现更高的功率密度,缩小组件大小。dsPIC33CH系列专为实时更新系统而设计,这对于必须在零停机时间下进行固件更新的电源尤为重要。
Joe Thomsen举例说,在汽车排气扇或汽车泵中,副核专用于管理时间关键型速度和转矩控制,主核管理控制器区域网络灵活数据速率(CAN-FD)通信、系统监控和诊断。这两个内核可以无缝协作,使先进的算法可以提高效率和响应速度。此外,dsPIC33CH器件中的每个新内核都设计用于通过以下方式提供比当前dsPIC DSC内核更高的性能:其一是更多基于环境选择的寄存器以提高中断响应速度;其二是提高数字信号处理器(DSP)性能的新指令,其三是更快的指令执行速度。
他强调,dsPIC33CH系列提供前所未有的集成度,虽然封装只有5 x 5 mm大小,却包含了CAN-FD通信等功能。为了降低系统成本和电路板尺寸,每个内核均提供高级外设,包括高速ADC、具备波形生成功能的DAC、模拟比较器,模拟可编程增益放大器和高分辨率脉宽调制(PWM)硬件。双内核搭配专用外设可以对内核进行编程,使之相互监控,从而确保功能安全,促进稳健的系统设计。
在回答记者关于应用于GaN技术的问题时,Joe Thomsen表示,Microchip大大增加了开关频率,这有助于补偿处理功耗,整个环的频率会大大增加,增加值可以达到两兆赫。现在通常的应用场景中都是一个复杂算法,但是由于新器件可以每500纳秒就进行一次更新,所以在这个情况下的算法能够让这些被动单元处于休眠状态,集中处理主动单元,所以它会降低整个系统的功耗,增加了功率密度,还能使用小尺寸的低成本元件,同时改善瞬态响应。
 

 
安全、低功耗加触摸的创新
Rod Drake认为,物联网(IoT)终端在蓬勃发展,物联网终端通常要求低功耗和高安全性,但物联网节点的发展如此之快,以至于安全有时跟不上。这增加了泄漏知识产权(IP)和敏感信息的风险。为了满足日益增长的安全需求,Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)推出了全新的SAM L10和SAM L11 MCU系列。它是利用首款提供稳健芯片级安全并采用Arm® TrustZone技术的32位MCU打造安全的IoT终端。SAM L11用全新的MCU结合了业内一流的低功耗、耐水、抗扰电容式触摸技术,能提供客户在设计流程早期进行安全规划所需的功能。
 

 
他介绍说,全新的MCU系列基于Arm® Cortex®-M23内核,SAM L11提供适用于Armv8-M的Arm TrustZone® ,这一可编程环境可以在认证库(certified libraries)、IP和应用代码之间提供硬件隔离。Microchip通过加入芯片级的抗干扰、安全启动和安全密钥存储技术实现稳健的安全性,结合TrustZone技术可以保护客户应用免受远程攻击和物理攻击。
据介绍,两个MCU系列均提供业内最低的功效,同时具备电容式触摸功能以及一流的耐水性和抗扰性。在进行功耗基准测试时,SAM L10获得了ULPMark™ 405分的高分,超过由EEMBC®(嵌入式微处理器基准评测协会)认证的性能最接近的竞品200%。Microchip利用享有专利的picoPower®技术,在工作模式和所有休眠模式下提供行业领先的低功耗。
 

 
除了TrustZone技术之外,SAM L11的安全功能还包括支持高级加密标准(AES)、伽罗瓦计数器模式(GCM)和安全散列算法(SHA)的板载密码模块。具备篡改检测功能的安全启动和安全密钥存储技术建立了硬件信任根。它还提供用于安全固件升级的安全自举程序。Microchip与Trustonic(Microchip的安全设计合作伙伴计划成员)共同提供完善的安全解决方案框架,可简化安全措施的实施,让客户能够更快推出最终产品。Microchip还与Secure Thingz和Data I/O Corporation合作,为拥有可靠安全框架的SAM L11客户提供安全配置服务。
两个MCU系列均提供Microchip最新一代的外设触摸屏控制器(PTC),以实现电容式触摸功能。设计人员可以轻松添加触摸界面,在潮湿和噪声环境中提供流畅且高效的用户体验,同时保持低功耗。触摸界面让这些器件成为各种汽车、家电、医疗和消费类人机接口(HMI)应用的理想选择。
在回答记者关于安全性及其增强功能的问题时,Rod Drake表示,选择Cortex-M23的原因主要是觉得TrustZone的功能有非常好的安全性。同时Microchip也增加了一些新的功能,比如说防篡改功能,还有静默访问,以及加密、加速器功能,这些功能都是在TrustZone已有的基础之上增加的一些新安全功能。
 

 
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