近年來消費電子、尤其是移動設備的高速增長,讓高通、ARM、聯發科等一批半導體公司成為開發者和投資者追逐的熱點,而有關他們的相關新聞也時常見于報端。但在過去的三十年,有一家半導體公司從沒缺席過全球前十的的半導體廠商榜單,那就是德州儀器。
根據市場調研機構IC Insights 的數據顯示,德州儀器在2015的全球半導體排名中位居第七位,與去年排名持平,但是總體營收較上年有少許增長。德州儀器中國區業務開發總監吳健鴻在日前舉行的媒體會上透露:“德州儀器2014的總收入為130億美元,而當中的80%是來自于模擬與嵌入式管理市場,在這80%當中,剩下的20%則來自手機、DLP和計算機類產品。”
德州儀器中國區業務開發總監吳健鴻
作為一個模擬大廠,德州儀器在早年就已經將目光投向了工業和汽車電子這些高利潤的領域。而德州儀器的收入構成也體現了其戰略的準確性。據吳總監介紹:“德州儀器2014年收入的31%是來自工業應用市場。”在工業4.0的推動下,工業市場也將迎來新一輪的增長。德州儀器也因應市場需求,針對工業應用打造了幾款新產品,進一步奠定其在工業和嵌入式領域的地位。
我們知道,目前正在推動的“工業4.0”是一個全新的工業革命,能夠借助傳感器和網絡極大提供生產效率,降低生產成本。但是這些深度電子化的設備需要更高的可靠性,還有更高的精密度。德州儀器近期推出的一款數字和模擬位置傳感器的工業驅動控制SoC就可以解決以上問題。這款全新的TMS320F28379D和TMS320F28379S微控制器是德州儀器 C2000 Delfino MCU產品組合的延伸,還是業界首款實現相關功能的產品。
根據吳總監介紹,這款產品通過搭配DesignDrive Position Manager技術,就可以將器件與位置傳感器簡單對接。然后通過在片上完成解碼任務,并減少通信延遲,快速控制環路性能,進一步提升系統的整體性能表現。
吳總監在媒體會上介紹了德州儀器推出這款產品的初衷:
“位置傳感器工業伺服器和AC逆變驅動中的應用主要是控制位置和控制轉速,在過往,要實現這些功能。除了傳感器外,還需要搭配很多外圍期間協助,很多廠商需要編碼器、ASIC甚至FPGA來搭配傳感器使用。而在具體到編碼器使用時,由于又要涉及多種不同的標準,因此很多情況下需要獨立的硬件芯片和編碼器連接。這就加大了驅動人員的開發難度。而德州儀器的這款產品則可以用一個硬件連接不同的編碼器。”
“由于減少了基于FPGA和ASIC的解決方案對電路板面積的需求,新產品還降低了系統成本。”吳總監補充說。
前面提到,這是一款搭配DesignDrive Position Manager技術的產品,DesignDRIVE是一個單一的硬件和軟件平臺,能夠幫助工程師輕松開發和評估用于多種工業驅動和伺服器拓撲的解決方案,并且能夠利用實時以太網通信和功能安全拓撲輕松進行開發拓展,從而實現更全面以及集成度更高的系統解決方案。
作為DesignDRIVE的全新技術,Position Manager能夠幫助工業驅動系統設計人員直接開發、支持和維護用于連接至傳感器的FPGA或ASIC,避免了額外的工程設計。另外還可以與數字和模擬位置傳感器相兼容,這種兼容性讓單個C2000 Delfino MCU可以靈活地支持多個傳感器類型。其中包括EnDat 2.2、BiSS-C、Resolver、 SIN/COS,以及涵蓋順時針/逆時針協議(CW/CCW)在內的增量編碼器。
德州儀器是目前唯一一家能夠針對工業應用同時支持數字和模擬位置傳感器的半導體供應商。
憑借著其獨創的技術,這款產品極大簡化了系統開發,節省了開發時間,避免了工業驅動開發周期中的復雜階段,同事也解決了傳感器借口兼容的問題。這一切的根源來自其優良的軟硬件結合。
吳總監介紹,到明年,德州儀器會繼續擴充對不同編碼器標準的兼容。
我們注意到這款產品命名的時候有D和S兩個系列區別,問到吳總監這個問題的時候,他表示,這兩款產品都是管腳兼容的,但D系列和S系列則是針對不同市場,S系列只是面向中低端的應用,D系列則面向高端應用,因為其性能較S系列起碼提升了兩倍,這得益于其兩個加速器。
超低功耗的Sub-1GHz無線MCU
工業4.0的一個重要特征就是其連通性,借助無線網絡實現工廠的自動化和智能化。而這些無線的需求也是當前熱門的物聯網發展方向,各種智能電網、無線傳感器網絡都有這個需求。
作為半導體先鋒的德州儀器推出了一個叫SimpleLink的超低功耗平臺,通過最大程度減少以無線方式支持多種應用所需的射頻專業知識量來簡化無線開發和認證,加速產品開發流程,而其也適用于多種無線技術,包括 Wi-Fi?、ZigBee?、6LoWPAN 和 ANT?。德州儀器還在不斷擴大其技術覆蓋范圍。
日前的媒體會上,德州儀器推出了其SimpleLink系列產品CC 1310,這款工作在Sub-1GHZ頻段的無線MCU憑借其超低功耗、遠程網絡覆蓋獲得了業內的一致好評。
根據吳總監介紹,這款無線MCU具有以下幾大優點:
(1) 最低功耗
據介紹,CC1310的無線電RX電流可以低到5.5mA,而TX電流也可以做到22.3mA+14dBm。其Cortex-M3內核的功耗可以做到5.1 μA/MHz。傳感器控制器的功耗則為8.2 μA/MHz。睡眠電流則低至8.2μA/MHz。依仗這些低功耗特性,CC1310可以用一顆紐扣電池的情況下工作二十年。
(2) 更遠范圍
CC1310可以無線覆蓋范圍可以擴展到20公里,這得益于其優越的RF設計。
極高的靈敏度:-110dBm@50kbps、 -124dBm@0.625kbps;強共存性:高達90dB的阻斷。另外其輸出功率也達到+14dBm。
這些參數奠定了其無線覆蓋的基礎。
(3) 最高集成
這款指尖大小的無線MCU繼承了MCU+無線、內存、TI-+RTOS+RF驅動器和DCDC等功能塊,還能做到4*4的QFN封裝,這里體現了其高集成度。而其廣泛的頻段支持,更是印證了這一點。CC1310完整支持了315/433/470/500/868/918/920MHZ。
這款集多重優勢于一身的產品正是物聯網所需的重要產品。
“CC1310和之前的CC2640、CC2630管腳兼容,這是該系列產品的最大賣點。”吳總監強調。
而在現在無線連接多樣化的年代,有共同支持2.4GHZ和Sub-1GHz產品的需求。在問到德州儀器是否會推出兼容兩種頻率的產品的時候。吳總監表示:“德州儀器正在進行相關產品的研發,后續會帶來這類型產品。”
電容式觸摸MCU引領全球技術革命
雖然工業自動化是趨勢,但必要的一些按鍵對工業設備的控制還是無可避免的。但工業產品很多時候會有防塵、防水、防油的多種需求。德州儀器最新推出的電容式觸摸MCU MSP430FR2633正是最佳的選擇。作為德州儀器首款通過IEC61000-4-6認證的抗噪電容觸摸MCU,MSP430FR2633具有多方面的優勢。
據吳總監介紹,采用了CapTIvate? 技術的MSP430? FRAM微控制器 (MCU)是目前業界功耗最低的電容式觸摸MCU,由于采用了CapTIvate技術,MSP430FR2633 MCU可為電子訪問控制、家電、個人電子以及工業控制面板等處于嘈雜環境下的各類應用提供全面的硬件和軟件特性,以確保其發揮最為可靠的性能表現。
“芯片上的觸摸喚醒硬件在CPU關閉的情況下可持續掃描多達4個的電極,在睡眠模式下,每個按鈕的電流消耗僅有0.9μA,達到業界領先水平。因此,在由單個紐扣電池供電的情況下,設備的運行時間可長達15年。”吳總監補充說。
這些功耗特性主要歸功于其FRAM搭配。鐵電隨機存取存儲器 (FRAM) MCU產品組合特有的非易失性存儲器不僅具有更強的耐用性,同時寫入速度快出100倍,能夠讓系統在極短的時間內從最低功耗待機模式中喚醒。在電源出現故障時,FRAM還能提供保存和恢復按鈕的選項,因此可以省去備用電池所占據的額外空間。據介紹,這個產品比市面上其他方面的功耗最多低90%。
而全新CapTIvate技術可提供例如專用穩壓器、跳頻、零交叉同步以及在嘈雜環境中避免錯誤檢測的信號處理算法等多種高級硬件特性。此外,擴展頻譜計時還可降低電磁輻射,從而減少其對于系統電路的影響。
另外CapTIvate的設計中心是一個很友好的圖形用戶界面,開發者可以通過簡單的拖放傳感器來實現系統配置,并會自動生成源代碼。開發者還可以在5分鐘內開始對性能進行調節。
以上多種技術的組合,讓MSP430FR2633可以滿足金屬觸摸、3D手勢、戴手套觸摸,也可以支持玻璃和塑料覆蓋物進行設計。可以實現電容式按鈕、滑塊、滾輪或近距離 (BSWP)的設計。
“MSP430FR2633 MCU能夠支持16個按鈕的自電容以及64個按鈕的互電容模式。”吳總監強調。
由于據有眾多特性,MSP430FR2633除了在工業應用以外,還可以滿足電子訪問控制、家電、個人電子等多方面的設計需求。
數據顯示,從2012年到2019年,全球工業模擬與嵌入式處理市場將會保持9%的增長率。到2019年,其市場規模將會超過200億美元,再聯想到龐大的物聯網市場。德州儀器的這套產品組合拳出的非常有針對性,也滿足了客戶的開發需求,并大大的提高了開發者的開發速度。期待德州儀器更多的產品來幫助開發者改變我們的工作和生活。
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