开云手机入口-开云(中国)



精雕细琢打(dǎ)造MCU,开(kāi)辟(pì)属(shǔ)于自己的Cortex-M0+新赛道!

发布时(shí)间:2024-10-29 发布(bù)者:武汉(hàn)芯(xīn)源半导体 内容(róng)来源:武汉(hàn)开云手机入口和芯源半导体有限(xiàn)公司

文章转(zhuǎn)载(zǎi)来(lái)源:张国斌

原文(wén)链接:https://mp.weixin.qq.com/s/6Foe6C4MND-K9kbXl0SJ6w



Cortex™-M0+是ARM公司2012年发布的一(yī)款拥有(yǒu)极高(gāo)能效的低功耗、低成本(běn)微控制器(qì)内(nèi)核IP,基于32位ARMv6内核(hé)架构,支持(chí)Thumb/Thumb-2子集ISA,单核心,如果采用低成本的90nmLP工(gōng)艺制造(zào),其核心面积区区0.04平方毫米(mǐ),每MHz单位(wèi)频率消耗(hào)的电(diàn)流(liú)、功耗分别(bié)仅有9μA、11μW,基于(yú)该(gāi)内核(hé)的(de)MCU可广(guǎng)泛用(yòng)于家用器具、白色家(jiā)电、医疗(liáo)监控、测量、照(zhào)明(míng)、马达控制设备等领域。

发布10多(duō)年来,基于Cortex™-M0+的MCU已经大量出货,知名的半导体(tǐ)厂商(shāng)如TI 、ST 、NXP等多家MCU厂商都推出了(le)基(jī)于Cortex™-M0+的MCU ,如今,物联网市场(chǎng)如火如荼 ,在(zài)大量基于(yú)Cortex™-M0+的MCU已经面市的(de)情况下,Cortex™-M0+ MCU在以这片红海中还有发展(zhǎn)的空间(jiān)吗?

答案是:有,近日武汉开云手机入口和芯源半导体推出的基(jī)于Cortex™-M0+内(nèi)核CW32L010新品(pǐn)系列就是通过差(chà)异化的细节(jiē)设计开辟了属于(yú)自己的新赛(sài)道。


武汉开云手机入口和芯源半(bàn)导体有限(xiàn)公司技术(shù)总监张亚(yà)凡在接(jiē)受电子创新网独家专访时表示(shì):我们此次新品发布打出的口号(hào)是“树立M0+产品行业新标杆(gǎn)”,目前我们提供三种(zhǒng)封装形式,分(fèn)别是(shì)QFN20,TSSOP20和SOP16。分别针对当前通用应用环境下的小型化(huà)需求、标准兼容(róng)需求以及引脚间距大一(yī)些、引脚数(shù)要求少一些的(de)需求(qiú)。”

他(tā)补充说该(gāi)产品瞄准的(de)是需求量最大的通用20引脚(jiǎo)入门级(jí)32位(wèi)MCU市(shì)场(chǎng),最大的引脚(jiǎo)数(shù)就是(shì)20。和早期功能简单的(de)8位机相比,芯(xīn)源半导体提供了高达64Kbyte的FLASH容量和高达(dá)4Kbyte的RAM容量。

“这是因为很多客(kè)户发现在开发(fā)过(guò)程中,如果(guǒ)用(yòng)市面(miàn)上(shàng)常规的20引脚产品,Flash配置通常为16K,32K,RAM通常为2K或(huò)者1K,经常遇(yù)到存储容量不够导致开发进(jìn)行不下去的问(wèn)题。我们这次得益于华虹90nm制程上(shàng)Flash技术(shù)的长足发展(zhǎn),直接给到客户翻倍的(de)存储容量,让客户在入门级的MCU上也(yě)可以(yǐ)灵活安(ān)排程(chéng)序和(hé)数据存储(chǔ)。”他指出,“除(chú)此之外,作为(wéi)一个(gè)标准品通用MCU,我(wǒ)们该(gāi)提(tí)供的(de)配置都有提供,没有过度的(de)裁剪。比(bǐ)如说应该(gāi)配(pèi)备的、各种定时器、ADC、SPI、I2C、UART等等。另外值得注意(yì)的是,这是一个标准工业级温(wēn)度范围的、具备(bèi)宽电压工作特性的、经(jīng)由正规设(shè)计、验证和测试流程,用正向研发方式做出来的产品,是(shì)我们芯(xīn)源半(bàn)导体在MCU技术道路上的一(yī)个重要里程碑。

据介绍,CW32L010系列采用主频高达48MHz的ARM® Cortex®-M0+内核,配备高(gāo)速嵌入式存储器,包(bāo)括多达64K字(zì)节FLASH和4K字节SRAM。该系列接口(kǒu)丰富,所(suǒ)有(yǒu)型号均提供完整的通信接口(UART、一路SPI和一路(lù)I2C),以及12位高(gāo)速ADC、四组通(tōng)用和基本定时器、一组低功耗定时(shí)器(qì)和一组高级控制PWM定时(shí)器。

此外,CW32L010支持在-40℃至(zhì)85℃的工作温度范围内运行(háng),供电电压(yā)范围(wéi)为1.62V至5.5V,同(tóng)时具备Sleep和(hé)DeepSleep两种低功耗(hào)模(mó)式。

此外,它还有如下特点:

1、64K超大Flash存储容(róng)量, 数(shù)据保持时间长达(dá)25年(nián),支持擦写保护、读保护和安全运行(háng)库保护功(gōng)能

2、黑(hēi)客级代码安全防护:创新的安全(quán)特性 - 允许用户划定一块指令(lìng)存储区域,仅通过(guò)指令总线取(qǔ)指(zhǐ)令执行,止数据总线访问,即使攻击者尝试(shì)通过下载间谍程序挟(jiā)持内核也无法访问该区域,有效(xiào)保护敏感算法和关键功能。
3、极限超低功(gōng)耗(hào):待机电流(liú)低至(zhì)0.3uA - 高(gāo)温待机电流仅为1.2uA,远低于竞品平均水平。
4、全新设(shè)计的高级定时器:兼容G4相(xiàng)关(guān)IP - 新(xīn)增PWM移相、多点比较等功能,单个(gè)高级定时器支(zhī)持多(duō)达6对互补PWM输出,灵活调整(zhěng)PWM边沿位置。
5、高精度RTC补偿:补偿精度达0.060ppm - 支持亚秒级读数,优化了RTC补偿机制。
6、全面升级的(de)低功耗串口:支持LIN、RS485硬件使能 - 接收数据时(shí)可灵活配置接口电平,产生关(guān)键字中断和帧超(chāo)时中(zhōng)断(duàn),支(zhī)持多种硬件功能。

7、出色的(de)Latch Up测(cè)试成绩高(gāo)温闩锁(suǒ)门(mén)限(xiàn)测试(shì)成(chéng)绩高达±600mA - 远高于(yú)行业(yè)一般水平,提(tí)供强(qiáng)大的ESD防护能力,是(shì)相(xiàng)比竞(jìng)品一般水平的3~6倍

8、高性(xìng)能ADC:16路(lù)ADC输入,采样率可(kě)达2M  各通道采样保持时间可(kě)独立配(pèi)置,适应(yīng)不(bú)同应用需求。
9、内(nèi)部(bù)时钟源特性(xìng)优异:内置RC时钟(zhōng)源技术特性优于竞品 - 无论是HSI还是(shì)LSI,都表现出色,降(jiàng)低(dī)了对外置晶体的依赖,优(yōu)化了成本。
张亚凡(fán)特别指出该新品超(chāo)低功耗评估(gū)指标非(fēi)常多,一(yī)般(bān)将(jiāng)待机电流(常温/高温(wēn))、全(quán)速运行电(diàn)流等几个主要指标拿出来比较,CW32L010采(cǎi)用特别工艺(yì)制程,将待机电流控制在0.3uA,特别是高温待机电流是竞品(pǐn)平均水平的1/4~1/8。

精雕细琢打造产品(pǐn),细节见真章

他表(biǎo)示(shì)在(zài)高(gāo)速ADC方(fāng)面,CW32L010ADC配(pèi)置比以前(qián)增(zēng)加了(le)一(yī)个(gè)功能:就是(shì)每个采(cǎi)样通道都是可以(yǐ)独立配(pèi)置(zhì)采样保持时(shí)间的(de),他说这也(yě)是客户提的要求。因(yīn)为如果这个功能(néng)没有(yǒu)的话,客户(hù)在(zài)对不同的(de)信(xìn)号源进行采样(yàng)的(de)时(shí)候(hòu),就得被(bèi)迫(pò)用同一种采样保持时间,那实(shí)际工(gōng)作的时候就存在众口难(nán)调的问题(tí),有(yǒu)些内阻比较大的(de)信号源要求比较长的采样保(bǎo)持时间(jiān),如果加信号调理的话就又需要额外的开支了(le)。现在的设计比较好,不同的通道独立配置时(shí)间,让ADC配置(zhì)的适(shì)应性灵活性更(gèng)强了。

在这次新品发布(bù)会(huì)上,武汉开云手机入口和芯源半导(dǎo)体提出(chū)了在安(ān)全方面新品是“黑客(kè)级安全(quán)代码防护”,对此张亚凡表示作为专业的MCU,必然考虑用户的代码(mǎ)及知识(shí)产权保护。尽管(guǎn)目前(qián)大多数MCU都支(zhī)持多种安全等级,阻(zǔ)止通过SWD/ISP接(jiē)口读取Flash内(nèi)容。但(dàn)通过下载(zǎi)间谍(dié)程序,用挟持内核的方(fāng)式对Flash指令区(qū)做数据访问一般都被允许。CW32L010则可以阻止这个入侵(qīn),开云手机入口和芯源(yuán)半导体独创性的允许用(yòng)户划(huá)定一块指令存储(chǔ)区域,在这个区域(yù)内只能通(tōng)过指令总线取指令执(zhí)行,但不允许通过数据总线访问数据,用户可以将敏感的代码库存储在这个区域,只能调用,无法(fǎ)复刻。除此之(zhī)外(wài),CW32全系列产品,符合IEC60730,IEC61508 功能安全设计规(guī)范。

此外,他还强调该MCU的IO口带有滤波防抖(dǒu),“我(wǒ)们(men)用MCU的时候经常会(huì)用IO口来(lái)检测(cè)按键、或(huò)者继电器触点的状态变化,传统上的思路是,按键产生中(zhōng)断的时候不要立即马上去处理他,要延迟10个(gè)毫秒左右再(zài)去判断一次,如果两次判断都是(shì)有动作,那再(zài)去处(chù)理(lǐ)也不迟(chí)。今(jīn)天这个由软件来(lái)做的(de)按键防(fáng)抖功能(néng),我们用硬件来完成了。”他解释说,“我们(men)是怎么做的(de)呢?我们的IO口的信号传输到中断(duàn)系统的通道(dào),可以选择(zé)去通(tōng)过一个(gè)数字滤(lǜ)波器,而这个(gè)数字滤波器的刷(shuā)新(xīn)时钟可以在上面(miàn)这(zhè)些时钟源里面去自由(yóu)选(xuǎn)择。那如果我们选择了这个(gè)速度比较(jiào)低的LSI作(zuò)为这个(gè)时钟源,那(nà)就相(xiàng)当于用(yòng)比较慢的速度对这个(gè)输入信号进行了多次的确认,相(xiàng)当于节省了软件的开销(xiāo)了。同样的(de),如果外部有滤波电容(róng)的话也就不再需要原先那么(me)大的,这是节省了硬件开(kāi)销了。”

此外,他表示该MCU的(de)内部(bù)时钟源的(de)温度特性和校准结果(guǒ)非(fēi)常(cháng)优秀,“我们都知道,我们这个规格的MCU,配置外部(bù)晶体的客户(hù)是很少的。系统(tǒng)稳(wěn)定运行(háng)的时(shí)钟源基本都靠(kào)内(nèi)部的(de)RC振(zhèn)荡器来提供。这里如果没有设计(jì)好的话,很容易出(chū)现时钟偏(piān)差,严重的时候还会(huì)影响串行通信波特率上(shàng)不去,以及电机转速不准(zhǔn)确(què),时序响(xiǎng)应不及时等等(děng)问(wèn)题。而我们做到的内部时钟的出厂精度是完全满足客户的苛刻要求的,目前(qián)没有客户对(duì)这个性能指标不满意,在国内工(gōng)艺制程里(lǐ)面也很难找到(dào)对应的参(cān)数成绩(jì)。”他(tā)解释说。

针对未来产(chǎn)品规划,他表示:有的客(kè)户说,CW32L010很好,但是RAM容量(liàng)4K还是(shì)偏(piān)少(shǎo)了一点,引脚(jiǎo)数还是少了一点。那(nà)我们下一个产品会解决这个问题(tí),那就是CW32L011,它被设计为最大32个引(yǐn)脚,内(nèi)置6Kbyte的RAM,同时它(tā)是我(wǒ)们第(dì)一颗96M主频(pín)的Cortex-M0+产品(pǐn)。”

此外,他透露:另外为了更(gèng)好的适(shì)应电机控制应(yīng)用,我们还会出一(yī)颗48Pin的产品,在(zài)继(jì)承了CW32L011的96M主频的同时,还(hái)增加了两路DAC、两路OPA、以及8Kbyte的RAM,DMA控制器以及除法开方硬件单元,Cordic三角(jiǎo)函数计算器等(děng)等硬(yìng)件,使得她在应对电机(jī)控制应用的(de)时候更加的游刃有余。”

受益于物联网以(yǐ)及电子产品智能化的发(fā)展,近(jìn)几(jǐ)年全球MCU市场规模呈现增(zēng)长(zhǎng)的(de)趋(qū)势。根据(jù)Precedence Research的(de)数据,2022年全球(qiú)MCU市场约(yuē)为282亿(yì)美元(yuán),预计2030年(nián)有望达582亿(yì)美元,未来 8年CAGR为9.48%;同时(shí)根(gēn)据IHS和(hé)IC Insights也预测2022年中国MCU市场规模(mó)约为390亿元,同 比增长(zhǎng)7.7%,预计2026年将有望突(tū)破500亿(yì)元,未来增长潜力巨大。

在这(zhè)个(gè)巨大(dà)的(de)增量市场中,虽然玩家众多(duō),但是只要在产品上以客户需求为导(dǎo)向,精雕细琢(zhuó),精心打造(zào),总能开辟出属于自己的新赛道。

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