把每分钱都花在刀刃上 MCU性能需物尽其用

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      对于开发人员来说,选择一款合适的MCU,在如今品牌繁多的MCU市场上变得日趋复杂。Siliconlabs推出了0.9V工作电压的8位MCU,TI则拥有低功耗的MSP430系列。Infineon和Freescale除了有汽车MCU外还有广泛的非汽车用MCU产品。Atmel的AVR,Microchip的PIC家族等等都为这个市场提供了更多的选择性。除此之外,还有基于ARMCortex-M3的32位MCU不断发布,而8051架构仍然在继续风靡。

    在位数、内核的区分已经日益模糊的现在,MCU将如何发展?或许从设计人员的角度来看,低功耗,高集成度将成为一种普遍的趋势,同时,充分利用MCU的每一位性能,做到毫无浪费,在经济成本考核日益严谨的今天显然已经成为厂商追求的目标。    

    ST日前发布了8位的STM8S系列MCU。该公司称,这款产品的意义就在于,在具有价格优势的同时,性能也完全可以满足客户需求。“我们希望STM8S系列的功能是不多不少,恰到好处,使客户所有的投资都不浪费。”ST(上海)有限公司大中华区通用单片机和存储器产品应用部经理梁平表示。    

    对于只拥有8位MCU和32位MCU产品线的ST来说,该公司还希望通过这款产品以及此前推出的STM32系列来覆盖16位MCU市场。“即通过STM8S的高配置以及STM32的低配置产品,来满足16位应用市场。”梁平说道,“并且,ST仍然是专注于MCU基础的控制功能,而不会像其他公司一样,发展MPU或者兼具DSP功能的MCU产品。”    

    此次发布的STM8S相比之前的ST7系列,在运算速度及代码效率方面都有大幅提升。据介绍,STM8S比ST7速度快10倍,代码效率则提高了30%。STM8S采用了增强的Harvard架构和CISC指令集,CPU性能最快可以达到20MIPS。工作电压2.95-5.5V,这种宽阔的电压范围可以帮助现有的8位系统向更低的电源电压过渡。“STM8S还嵌入了130nm非易失性存储器,并且内部程序存储器采用Flash架构,实现了真正的EEPROM数据写入操作,可进行30万次擦写。”梁平介绍道。    

    为了降低组件的总体数量和系统成本,STM8S集成了两个工作频率分别为16MHz和128kHz的阻容振荡器,频率精度分别为1%和5%,来满足MCU对外部时钟源的需求。同时,MCU在两个振荡器之间的时钟切换用时只有不到2μs。片上自带的上电复位和掉电复位功能则节省了一个外部复位电路。STM8S还集成了10位模数转换器,最多有16条通道,转换用时小于3μs,其16位控制定时器可用于马达控制、捕获/比较和PWM功能。其它外设包括一个CAN2.0B接口、两个U(S)ART接口、一个I2C端口、一个SPI端口。“STM8S具有的自检程序,时钟检测、恢复,非法代码监控,以及双看门狗等功能,使得STM8S具有很强的抗干扰性,可靠性也因此大幅提高。”梁平表示。  

    STM8S还符合IEC61967标准的EMI防护功能、IEC-1000静电放电防护和强流注入保护功能。

这些集成的功能则可以节省为达到EMC法规要求通常所需的外部保护元器件。在家用电器、加热通风空调系统、工业自动化、电动工具、个人护理设备和电源控制管理系统等各种产品设备中,STM8S的外设可以支持精确控制和监视功能。    

    此外,除了在可靠性方面更具优势之外,STM8S的另一特点就是支持在线调试。“在不中断应用的情况下,就可以实现程序的即时修改。这对于电机控制等应用来说大有裨益。你可以实时调整并修正参数,而不必让电机停下来。”梁平指出。STM8S平台的外设定义与STM32系列32位微控制器相同,应用代码可移植到STM32平台上。这种外设的共用性则有助于提高不同产品间的兼容性,让设计灵活有弹性。他说道。    

    基于上述优势,STM8S的目标市场锁定在了电动自行车、三表、医疗等市场。梁平指出,尽管受经济危机影响,MCU的市场不可避免的受到了冲击。但在一些特定应用领域仍将继续增长,例如国家基础建设投入的领域,如铁路、监控等。“总结来看,STM8S相比其他8位产品具有三大优势,一是性能,包括代码密度及运算速度都非常高;二是抗干扰能力强;三是可以在线调试。”

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