mcu 设计（mcu设计方案）

自动化工厂和智能汽车的进一步发展需要先进的网络、实时处理、边缘分析和更先进的电机控制拓扑。这些功能的增加导致对超越传统MCU 并提供类似处理器功能的高性能微控制器(MCU) 的需求迅速增长。本文介绍了高性能SitaraAM2x MCU 的五项功能，可帮助设计工程师克服当前和未来的系统挑战。

实现更强大的性能

MCU 最近在内存大小、模拟功能集成和低功耗方面取得了许多进步。但在许多应用中，快速处理大量实时控制和传感器数据的能力同样重要。在自动化工厂中，可编程逻辑控制器(PLC) 和机器人电机控制系统的处理要求已从每核约100MHz 增加到超过400MHz，并可能在未来三到五年内达到超过1GHz。

在一些应用场景中，MCU还需要更高的性能来满足处理需求，包括：

由于机器和中央数据系统需要通过各种协议共享大量数据，工业通信日益增长。

用于预测性维护的边缘分析，以保持工厂平稳运行。

Sitara AM2x MCU 通过提高每个MCU 内核的时钟速度以及在同一芯片上集成多个MCU 内核来满足更高的性能要求。 AM2434 有四个内核，每个内核运行频率为800MHz，与传统MCU 相比，可实现更快、更复杂的数据处理、更低的延迟控制以及工厂车间的高速通信。例如，更快、更平稳地控制机械臂可以提高操作安全性、生产率、质量和吞吐量。

有关更多详细信息，请阅读白皮书《利用Sitara AM2x MCU 彻底改变实时控制、网络和分析》

改进实时处理和分析

随着现代工厂自动化程度的提高，对实时数据分析和控制的需求也随之增加。许多传统系统使用多个MCU 来处理这些不同的功能。高性能MCU，特别是具有多核架构的MCU，可以通过在单个设备上执行数据处理和实时控制功能来实现更多的系统集成。

Sitara AM2x MCU 集成了快速数据采集功能和精确的实时控制外设，可实现高速数据输入和处理。想象一下，MCU 控制机械臂的电机，并集成音频、电流和位置传感接口，以提高机器人与人类协作的安全性。或者集成音频输入和声音识别与分类的MCU，以提高建筑安全系统的边缘智能。

简化设计并实现软件重用

MCU 的定义特征包括系统设计和软件开发的简单性。即使MCU 性能和集成变得与处理器更加相似，对Sitara AM2x MCU 易于使用的硬件和软件的期望也不会改变。

借助Sitara AM2x MCU，工程师可以继续体验：

简单的软件开发环境和工具（例如基于实时操作系统的软件）可实现跨平台重用，从而减少开发时间和成本。

高效的实时任务管理和更简单的电源管理架构可实现更具成本效益的电源管理解决方案。

得益于集成随机存取存储器(RAM)，针对速度和低延迟进行了优化。

实时传感和响应应用（例如PLC）必须应对时间限制，以确保安全和连续运行。这意味着系统需要针对最坏情况下所需的时间进行设计。易于使用的软件可帮助您快速高效地设计此类系统。

通过内存灵活性优化系统成本

传统的MCU 具有板载非易失性存储器，例如闪存。然而，从自动化工厂到自动驾驶汽车等应用中不断增长的数据处理需求对内存可扩展性提出了挑战。此外，更快的CPU 带来了两个挑战：

系统性能完全取决于闪存速度和性能，特别是当系统需要实时读写数据时。

受限于目前能够支持非易失性存储器的加工工艺，比如16nm。

MCU 设计工程师可以受益于外部非易失性存储器架构的灵活性。借助Sitara AM2x MCU，您无需更换MCU 或重新设计电路板即可满足不断增长的内存需求，从而实现更灵活的设计并降低开发成本。 AM2x器件的大板载RAM和简单的软件架构解决了外部存储器的延迟和性能问题。

提高系统效率

传统MCU 以其低功耗而闻名。随着应用转向高性能MCU，降低功耗仍然至关重要。电源效率体现在设计者非常重视的两个方面：

每瓦性能（有功功率效率）。对于传统MCU 系统，尤其是那些需要散热器和风扇等主动冷却措施的系统，散热超过2W 至3W 通常会带来成本、重量和空间问题。因此，性能的提高不可能伴随着功耗的成比例增加。高性能Sitara AM2x MCU 支持超过5,000 DMIPS/W 的性能。

低功耗（关闭）模式。 MCU通常工作在较低占空比的环境中，并且由于高性能MCU采用先进工艺节点设计，其漏电流影响比传统MCU更高。设计人员需要继续在电源门控技术和低功耗模式（如睡眠、深度睡眠、关机、仅实时时钟和输入/输出唤醒）方面进行创新。

结论

高性能MCU 将为设计人员和客户系统带来新的机遇。随着应用的不断发展以及设计工程师认识到高性能MCU 在其系统中的全部潜力，MCU 创新者、产品设计师和消费者都将体验到高性能MCU 的优势。

责任编辑：彭静