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MCU与MPU是否能够1+1>2?TI给了一个明确的答案

《名企发布会动态》
2021-07-26 10:06 来源:电源网原创 编辑:杨

身处工业4.0的时代,我们对于工业自动化、智能分析、万物互联不再陌生,智能新兴应用为人类的生活提供了许多颠覆性的便利条件。而智能应用的发展和迭代离不开更高等级的系统集成和边缘智能,工业和汽车系统依赖实时控制和决策,分布式通信和自动化趋势需要更高的网络带宽,这为半导体器件的设计和开发提出了更高的挑战。

传统的单片机和处理器

众所周知,MCU是一个完整的系统,它包含CPU、闪存、RAM、实时外设,以及一些通用控制。以电机控制举例,针对现场的电源处理变换以及快速的IO控制的需求,实时外设是MCU非常大的优势。同时,也有越来越多的MCU产品会看重功能安全和信息安全。这两个方面的需求在各个行业越来越多地被提及。

而在传统的MPU或者我们平常讲的处理器中,最大的特点是 CPU的内核性能非常高,基本上会有1 GHz或以上的处理器的性能。到目前为止,市场上最大份额的处理器都是使用了高阶的ARM的处理器内核。同时MPU会集成高性能RAM和DDR的接口,来达到整个系统的内存和数据的吞吐量的高速的性能,还会有很多信号处理加速器。比如一些深度学习, DSP和实时控制的内核。在MPU上,因为需要越来越多的算力,所以这些处理器的协处理器会越来越多地在内部集成。

基于目前业内对于产品设计的小型化和高集成的追求,我们是否可以考虑把MCU和MPU结合起来?而结合后又是否能达到1+1>2的效果?

日前,德州仪器给了我们一个明确的答案。

兼具处理器级计算性能和MCU的设计简易性

TI于近日推出了全新的Sitara™ AM2x系列MCU,相比于基于闪存的 MCU,工程师可以利用的处理能力提高了 10 倍。“Sitara™ AM2x是一个传统MCU和传统MPU结合的一款产品。我们把高性能的ARM的CPU内核,再加上高性能的RAM以及高速的信号处理,再加上工业通讯的这种高速实时总线的接口,把它联合到一起。再加上单片机里面比较常见的功能安全以及信息安全的功能和单片机所独有的实时外设,设计出了Sitara™ AM2x系列的处理器。”德州仪器 (TI) 中国区嵌入式与DLP®应用技术总监师英先生介绍道。

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另外,AM2x系列可以在边缘端实现实时控制、工业通讯、分析处理、信息安全和功能安全。同时TI也提供了许多简单易用的开发工具、生态系统以及第三方工具的支持,帮助工程师加速设计和开发新的应用。

为工业通信提供完整的解决方案

AM243x MCU作为首款可用的AM2x系列器件,具有多达四个Arm Cortex®-R5F内核,每个内核运行频率高达800MHz。这4个内核加上其内部集成的加速器和协处理器,总共可以提供高达6000 DMIPS的计算能力。这种高实时处理速度在机器人等工厂设备中至关重要,其中快速计算能力与MCU内部存储器的高速访问可同时帮助提高机器人的运动精度和运动速度,从而提高生产率。TI发言人师英先生表示,AM243x系列的单片机的CPU是工作在800MHz,在未来,TI也会将AM2x系列产品的处理速度提升至1GHz。当AM243x运行到6000 DMIPS的时候,芯片的运算功耗不会超过1W。

在工业通信里边,TI提供的不只是外设或是集成的模块,而是整个配套的软件支持。在很短的时间内,工程师可以通过TI提供的软件,实现一整套的对于工业多协议应用场合的产品的支持。目前除了TSN之外,TI还可以提供EtherNet/IP™、EtherCAT®、PROFINET®和IO-Link主站协议的协议栈。

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针对Sitara™ AM2x系列产品,TI的定位包括工业自动化、PLC、电机控制、机械臂、机器人,以及工业多协议等高速通讯接口的应用。总的来说,这个全新的MCU产品系列,集成了高速的运算能力,加上实时控制外设、加速器和实时处理器以及高精度的模拟外设等,使其综合竞争力达到了一个新的高度。

TI认为,这样的产品可以使其客户在进行产品选型的时候,可以多一个灵活简单高性能的选项。同时TI提供的很多低成本的开发套件,例如TI的软件开发环境、SDK、软件的生态系统等都可以大大缩短开发或上市的时间,性价比也是极高的。

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