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物联网中的 Micro 和 Macro--华大半导体物联网MCU选型参考

发布时间:2019-12-06 来源:中电港

物联网是继计算机、互联网之后的世界信息产业发展的第三次浪潮,在宽广的物联网市场里,华大半导体的契机在哪里?对于华大的后起之秀来说,由于物联网市场碎片化,还没有形成MCU和方案的垄断市场。因此,半导体厂商凭借各自的优势,还是可以在物联网市场分得一杯羹。另外,由于种种原因,目前国产芯片备受热棒,系统厂商主动选型国产MCU,致使国产MCU迎来发展的好机遇。为了方便工程设计人员在物联网方案设计中选用中国芯,本文重点介绍华大半导体“静”、“动”、“智”几大系列微处理器MCU性能及应用,以供广大工程师和设计人员进行参考与选型。

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物联网微处理器

简单来说,物联网主要解决物与物之间,人与物之间的信息传递、处理和控制。为了实现这些目的,需要各种相关技术将这些要素有机地整合在一起,其中较为重要的几项技术包括:传感器技术、无线通信技术和嵌入式技术。而嵌入式技术的核心载体就是微处理器MCU。然而,作为物联网“端”上可能是各种不同的设备,而且“端”上设备关键元件,承担着不同的任务,包括:数据收集、信息处理、数据发送等等。这个关键元件在不同的应用场景有着不同的要求,具体表现为:尺寸小、多功能集成、设计灵活、功耗低、处理能力强、安全可靠等等。

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华大半导体物联网微处理器

华大半导体物联网MCU能够满足物联网设备复杂多样的需求。例如,大幅提升连接设备电池寿命、大幅延长可穿戴式等热门设备的待机时间、快速识别智能系统的无线传感、芯片面积的控制缩小、整合方案的灵活调整等,帮助客户加快物联网产品上市。

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芯片性能从入门级32位MCU向高实时性多核容错发展。芯片集成度方面会将常见的混合信号模拟电路、高压与射频器件、工业实时通信总线、高速通信总线、FPGA器件、存储器件、人机界面功能电路等进行集成。可靠性方面,华大会实现工业级MCU产品的量产、近期实现汽车级MCU产品量产,产品将覆盖全部温度等级。

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1.“静”系列

华大“静”系列超低功耗产品,目前广泛应用在水气热表、无线通信模块和传感器模块上华大的低功耗MCU技术指标领先国内同行4年以上,达到国际先进水平。其核心技术特点体现在nA级超低待机功耗、uS级高速唤醒、uA/MHz级高能效比这三个方面,其中的超低待机功耗与高速唤醒能力同时具备,能够真正满足大量物联网应用长期待机、实时响应的应用需求。比起某些系统唤醒时间高达ms级的“伪”超低功耗产品,技术水准高低立显。

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华大MCU超低功耗产品线的功耗特性指标非常突出,在智能水表领域已跻身主流供应商行列,取得超过20%的市场占有率。华大半导体应用于智能水表的超低功耗HC32L13X系列旨在延长便携式测量系统的电池使用寿命、宽电压工作范围的 MCU,集成 12 位 1M sps 高精度 SARADC 以及比较器、运放;内置高性能 PWM 定时器。配备LCD显示以及多路 UART、SPI、I2C 等丰富的通讯外设,内建 AES、RNG 等信息安全模块,具有高整合度高抗干扰、高可靠性和超低功耗的特点。

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华大的HC32L17X系列具有灵活的功耗管理系统以及超低功耗性能,其采用48MHz Cortex-M0+ 32 位 CPU,内置128K 字节 FLASH 存储器以及16K 字节 RAM 存储器。集成 1 个多功能运算放大器,可以作为DAC 的输出 Buffer;集成6位 DAC 和可编程基准输入的3路电压比较器;集成低电压侦测器,可配置 16 阶比较电平,可监控端口电压以及电源电压。配备4个通讯接口,内置万年历 RTC 模块和CRC-16/32 模块,采用SWD 调试解决方案,提供全功能调试器。工作条件为-40 ~ 85℃,1.8 ~ 5.5V,封装形式包括:LQFP100/80/64/48, QFN32。


2.“动”系列

华大“动”系列电机控制产品,目前广泛应用在风机、水泵、电动自行车、升级机等等。为了让电机转得更平稳,控制更准确,以及做到超高转速和重负载电机控制,这需要FOC控制算法,高速ADC,以及高主频等特性。华大电机控制产品不仅仅可以提供芯片产品,更主要是提供整套电机控制算法,从底层基本函数库、特定电机功能控制函数、特定电机类型控制方案,一直到特定产品应用控制方案,都有华大原厂的支持。

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HC32M140系列是专门针对电机控制设计的一款芯片。芯片使用Cortex-M0+内核的32位控制器,最高工作频率48MHz。内置1路12位ADC(1Msps),2路高性能运算放大器,1路电压比较器,1路高级PWM定时器(适用三相电机控制)。


3."智”系列

华大MCU通用控制产品线采用平台化开发策略,产品兼容性好,Flash容量覆盖范围从16KB至1MB,管脚数覆盖范围从16/20pin到144pin,内核包括M0+和M4,有利于家电厂商MCU平台选择的连续性和一致性要求。

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针对“智”系列高性能通用控制产品,主打“高性能、高性价比和先进制造工艺”特点。HC32F460系列是华大半导体高性能ARM Cortex-M4F内核通用MCU,512KB Flash,192KB SRAM,主频最高可达200MHz,有48/60/64/100-Pin多种Pin脚的QFN和LQFP封装形式。

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HC32F003 系列是一款Low Pin Count、宽电压工作范围的MCU。集成12位1M sps 高精度SARADC 以及集成了比较器,多路UART,SPI,I2C等丰富的通讯外设,具有高整合度、高抗干扰、高可靠性的特点。HC32F003 内核采用Cortex-M0+ 内核,配合成熟的Keil μVision 调试开发软件,支持C语言及汇编语言,汇编指令。
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