TI详解超值MSP430系列相对8位单片机的优势 - 单片机/处理器

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本周，德州仪器（TI）推出了旨在冲击低端8位机市场的超值MSP430系列（MSP430 Value Line）。该公司MSP430市场营销经理Matt Muse先生专程来到北京，向媒体介绍该系列产品的性能与优势。
  
Muse称，TI不生产8位单片机，也不打算开发这种产品。但是，因为8位机市场很大，TI不会放弃这个市场。全球MCU 总销售额是120亿美金，其中8位MCU所占比例非常高。8位单片机的特点就是成本低，目前价格基本都在1美金以下。TI的策略是，以低价位的MSP430 Value Line来争夺这一市场。

TI在保持超低功耗16位MSP430原有产品的同时，推出这一低成本的MCU系列，希望能在低端市场上扮演一个非常重要的角色。TI为Value Line设置的定价是8位单片机的价格，未来15个月里会推出100种Value Line器件，最低价格25美分。这表现出TI进入8位单片机市场的决心。

虽然Value Line采取是8位机的定价，但它还是16位的内核，架构没有丝毫改变，也就是提供16位的性能，最高可以达到16M，很多8位单片机大概只能控制到1M性能。处理能力上和8位单片机相比能提高10倍。Value Line保持了MSP430家族的传统的低功耗特点，包括待机功耗、唤醒时间等。以为内核没有改变，所以现有的开发工具都可以支持Value Line，对开发者来讲也可以很快地用Value Line进行生产。

Muse举例说明了这一系列产品最适合的应用，如下图所示。第一个例子是安防产品，比如门锁或者烟雾探测器，这些都是传统8位的应用。实际上，这种8位的应用也面临着增加一些新功能的挑战，比如增加无线功能。这样就对单片机提出了两点要求：一是处理能力要提高，二是需要低功耗。Value Line这个系列可以帮助开发者在不增加成本的情况下增加更多的功能和处理能力。


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2010-3-5 12:29:41 上传
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第二个例子是灯光控制。灯光控制可能需要增加调光的功能。如果用现有8位单片机，因为它的现有处理能力本身已经到了极限，所再增加新功能比较困难。而对16位性能的Value Line来说这很容易的事情。

其他的应用还有用于人机界面的电容式触摸控制、在消费类电子（如剃须刀、电动牙刷）、个人健康产品（如计步器、健康管理监控器、心率计）。

Value Line与8位单片机相比的优势列于下表。


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下图是LCD驱动应用中与8位机相比的情况。无论代码长度还是运行周期数，MSP430都具有很大的优势，实现了8倍的代码效率。


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单片机的功耗有很多指标，包括待机、全速运行的功耗等各种模式的功耗，其中最重要的就是待机功耗。很多低功耗的应用是间歇工作的，所以待机功耗对整个系统来讲是非常重要的。Value Line在低频四周运行模式下电流只有0.45微安，其他厂商的8位机最高可以到7微安，最低也有1微安。

Value Line从待机到全速运行模式的唤醒时间很短，响应时间达到微秒的量级。唤醒时间短的话对低功耗应用来讲也可以节省功耗。另外，16位的Value Line完成同样的工作需要的CPU运行周期数更少，CPU占用时间更低，因而功耗更低。因为电池驱动的设备在大部分时间内处于低功耗模式下，所以待机功耗在很大程度上决定电池的寿命。


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MSP430所体现的高性能、低功耗的另外一个重要因素是外设的设计，称作智能外设。ADC的存在使得单片机在CPU休眠的时候仍然能够工作。CPU只要在刚上电的时候做好初始化工作，把ADC的工作模式设定好，ADC就可以在满足它采样的条件下自动工作。它把信号采来并自动搬运到设定的存储空间里，此时CPU可以不干预ADC的工作，而CPU可以做其他的事情或者休眠，实现更高的系统性能或更低的功耗。

其他厂家的单片机即便带有ADC，却没有DTC（数据传输控制器）。实际上，它们每次AD采样都需要将单片机唤醒，需要单片机参与到采样和数据翻译的过程中来。这样，如果每秒钟做1万次采样的话，整个CPU的资源就全部耗尽。MSP430的Smart ADC可以实现每秒20万次的采样，CPU消耗的资源不到1%。


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Value Line系列的100颗器件会分步骤地向市场发布。TI目前可以下单的有27个芯片，一共有3个封装，包括10位片上ADC、比较器、串行通信接口、10个GPI/O。现在下单订购4月就可以出货。产品线路图如下所示。


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Value Line与其他MSP430器件的架构兼容，MSP430传统的开发工具都可以适用。低成本开发工具eZ430-F2013零售价20美金，可以开发Value Line低成本产品，支持实时全系统的在线仿真。U盘大小的开发工具由两部分组成：仿真器和可拆卸的评估板，有4根线相连，通过这四根线就可以对Value Line进行仿真。

开发人员可以使用两个免费的无线软件IDE。一个是TI的CCS（Code Composer Studio），它支持TI所有的嵌入式处理器，包括DSP、C2000、MSP430和Stellaris；另外，IAR也提供了支持Value Line软件开发环境。这些产品都可以在网络上下载。最后，闪存仿真工具，可以仿真全系列的Value Line和其他MSP430的产品。

对于8位单片机开发者，如果他们从Value Line入手进入到MSP430平台上来，实际上就进入了扩展性很强的单片机平台。因为除了Value Line以外，MSP430还有更大的优势，TI可以提供更多资源和更高性能的单片机平台。如果8位单片机的开发者认为现有的Value Line不够的话，可以在其他MSP430产品里找到更多的选择。MSP430的内存可以达到256K，封装可以从14个脚到113个脚。TI称作by-size packaging的封装技术可以使封装尺寸与晶圆大小相同，49脚的器件尺寸可以做到3毫米×3毫米。另外还有很好的开发环境/、低成本的开发工具以及免费的软件。TI 的CCS支持所有MSP430代码，所有的Value Line版本都可以用免费的 CSS版本来开发。

Muse总结说，Value Line的推出将8位机开发者带到了一片新天地，他们不用再为了价格去牺牲性能、功耗以及可扩展性。Value Line以8位的价格提供16位的性能。该系列器件起价为25美分，典型价格是50美分。

作者：郭庆春来源：嵌入式公社