[導讀] MCU 幾乎是每一個聯網設備的關鍵元件,并有望推動數百萬物聯網 (IoT)“終端節點”的部署。每個終端節點都包括各種不同的元件,如表計、傳感器、顯示器、預處理器,以及將多種功能合并在單一器件中的數據融合元件。
物聯網MCU傳感器
MCU 幾乎是每一個聯網設備的關鍵元件,并有望推動數百萬物聯網 (IoT)“終端節點”的部署。每個終端節點都包括各種不同的元件,如表計、傳感器、顯示器、預處理器,以及將多種功能合并在單一器件中的數據融合元件。IoT 終端節點的常見要求是小尺寸,因為這些器件通常被限制在很小的基底面內。例如,當考慮可穿戴設備時,體積小和重量輕是獲得客戶認可的關鍵。
小封裝 MCU 是控制體積受限型 IoT 終端節點應用的理想元件。許多 MCU 還有其它功能,能讓我們將一個功能非常強大的設計輕松放入引腳受限的形狀內。靈活的引腳分配、自主運行以及智能化外設互連器件就是小引腳數 MCU 先進特性的一些示例,它們進一步提升了MCU 的能力,對尺寸受限型應用產生很大的影響。
小引腳數封裝
在 IoT 端點允許的狹窄板空間內,將 MCU 放入其中的關鍵促成要素是小型封裝。可穿戴設備的空間尤其有限,但仍需要強大的處理和存儲能力來執行傳感器、感測聚合器和控制器要求的各種前端功能。芯片級封裝 (CSP) 的外形超小,不需要特殊的制造能力。例如,Freescale 的 Kinetis KL03 20 引腳 CSP MCU 系列采用 20 引腳 CSP 型 1.6 x 2.0 mm 雙封裝尺寸。如圖 1 所示,這種 20 引腳在細間距下采用 20 個焊球,可適合最小的板空間。
圖1:采用芯片級封裝的 Freescale KL03 系列 MCU
不過,小封裝未必表示處理能力也小。KL03 擁有強大的 48 MHZ 32 位 ARM Cortex-M0 處理器內核,以及 32 KB 片上閃存和 2 KB 片上 SRAM。多個串行接口(LPUART、SPI、I2C)能讓 MCU 和輕松連接標準外設。一個帶有模擬比較器和內部電壓基準的 12 位 ADC 能滿足常見的感測要求。為支持 IoT 中極為常見的定時運行,還采用了一個低功耗定時器和一個實時時鐘。也可采用脈寬調制 (PWM) 定時器來簡化機械控制應用。在非常小的 20 引腳 CSP 格式內實現如此眾多的功能,對于設計人員來說這就是一個可用的大能力的典范。