TI FRAM存储器技术：让MSP430 MCU应用范围向两端扩展

工程师对TI的MSP430并不陌生，它的目标市场定位于两类应用：感测应用和测量应用。如楼宇自动化、家用仪器仪表和电网，这些应用需要采集温度、湿度、水、电、气等信号，系统架构是MCU加模拟信号处理芯片，MSP430 MCU起到核心作用。MSP430 FRAM MCU原来已经推出了三个系列，分别是MSP430 FR4133、MSP430 FR5969和MSP430 FR6989，近日又推出了MSP430FR599和MSP430FR2111，将应用范围分别向更低端和更高端延伸，应用更广。

FR2111：帮助用户迎接8位单片机的挑战
MSP430 FR2111 MCU主要是针对8位单片机的应用，这款MCU首次在小型3mmx3mm QFN封装中包含统一FRAM存储器，FRAM存储器的优势在于擦写次数是10^15次，写入速度2MB/s，比Flash快100倍，功耗是Flash的1/250。TI MSP430中国区业务拓展经理刁勇介绍，"采用这一技术可以帮助客户克服三大挑战：第一，8位单片机价格有优势，但功能有局限性。FR2111的定价和8位单片机持平，但是资源更加丰富。高性能模拟器件包含1个10位SA型的ADC，1个比较器，带有6位可编程阈值的比较器，定时器件包含1个看门狗时钟，1个16位时钟，1个RTC，通信器件包含1个UART，1个SPI，支持12个I/O；第二，8位单片机存储资源有限。FR2111 MCU的RAM容量扩大了50倍，FRAM容量从2K到4K，还有1K SRAM，2K ROM用于程序升级，因此开发人员无需在封装中编程，而这也加快了产品的上市时间；第三，采用全新MCU进行设计耗时巨大。由于基于相同的内核架构、工具生态系统和易于使用的迁移指南，客户可以从MSP430G2x MCU轻松迁移至全新的MSP430FR2x MCU系列，并在FRAM产品组合中进行扩展。如果客户用的是其它公司的单片机迁移需要重新做设计，我们也会提供丰富的代码资源或代码例程，迁移到MSP430系列也不会太难。"

TI MSP430中国区业务拓展经理刁勇

FR5994：性能最高提升40倍
MSP430 FR2111 MCU已经实现了向低端延伸，MSP430 FR5994 MCU是为了满足更高端的应用。如今高端应用的一致需求就是计算速度快、低功耗，而这款处理器就是以高速处理、低功耗著称，如果你问在技术上有哪些创新？刁勇给出了全面的回答，"就功耗而言，FR5994通过集成式低能耗DSP加速器（LEA）延长待机时间，完成FFT的速度比 ARM Cortex-M0+微控制器快出近40倍；就存储而言，同样采用FRAM技术，存储器扩展到256K，可以用于扩展应用程序代码，以实现无需缓冲或预擦除的字节可寻址性。这些MCU还提供一个统一存储器配置来满足那些需要较大RAM的应用。"

刁勇强调，"我重点讲一下LEA，它的中文是低能耗DSP加速器，这是MSP430 MCU的新外设，它可以用来做向量式算法，包括傅氏变换，冲激响应或IIR滤波算法；还可以完成矩阵运算，包括矩阵乘法、加法和减法。LEA可以不受CPU干预独立工作，TI向用户提供整个DSP算法库，这个库对客户来讲相当于收发命令，使用非常得简单。LEA在单片机领域是个创新，它使我们做高性能数学运算时可以达到这样的低功耗水平和高速处理能力，同时FR5994是第一颗带LEA的产品。"

LEA具有如此强大的计算能力，具体都有哪些应用？计量类如超声波测量，需要处理很多信号滤波，这要求器件有强大的运算能力，而超声波的流量测量一般都是电池供电，因此需要很低的功耗；楼宇自动化的玻璃破碎检测，需要对声音频谱进行分析，从而判断玻璃是否有破碎，这里就会用到FFT算法；火灾中的电弧检测也会用到FFT算法，这些应用都可以用LEA得到快速处理。由此可见，LEA适用于需要低功耗和高速计算的应用。

LEA 和DSP对比：硬件加速更快，软件编程更灵活
说到高速处理，我们一定还会想起TI DSP C5000和C6000系列，它们和FR5994是怎样的关系？两者的技术差异在哪里？刁勇解释，"C5000和C6000 DSP处理能力也非常强，但它们更多应用于视频监控、指纹识别等场景，监控设备可以用交流供电，对功耗的要求不高，FR5994更适用于低功耗应用。从最基本的DSP运算、实现功能来讲两者相似，C5000或C6000 DSP工程师可以编程，灵活度更高，LEA的优势是把数学运算的功能做成了一个硬件加速器，运行起来比软件做DSP算法更快。"

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