圖1：Sitara AM2x高性能MCU的優(yōu)勢

 

實(shí)現更強大的性能

 

MCU最近在內存大小、模擬功能集成和低功耗方面取得了不少進(jìn)步。但在很多應用中，快速處理大量實(shí)時(shí)控制和傳感器數據的能力同樣重要。在自動(dòng)化工廠(chǎng)中，可編程邏輯控制器(PLC)和機器人電機控制系統的處理要求已從每個(gè)內核大約100MHz增加到400MHz以上，并可能在未來(lái)三到五年內達到1GHz以上。

 

在一些應用場(chǎng)景中，MCU還需要更高的性能來(lái)滿(mǎn)足處理需求，包括：

 

●    日益增加的工業(yè)通信，因為機器和中央數據系統需要通過(guò)各種協(xié)議共享大量數據。

●    邊緣分析以進(jìn)行預測性維護，使工廠(chǎng)平穩運行。

 

通過(guò)提高每個(gè)MCU內核的時(shí)鐘速度以及在同一芯片上集成多個(gè)MCU內核，Sitara AM2x MCU可滿(mǎn)足更高的性能要求。AM2434有四個(gè)內核，每個(gè)內核以800MHz運行，與傳統MCU相比，它能夠在工廠(chǎng)車(chē)間實(shí)現更快且更復雜的數據處理、更低的延遲控制以及高速通信。例如，更快、更順暢地控制機械臂可以提高操作安全性、生產(chǎn)效率、質(zhì)量和吞吐量。

 

如需了解更詳細內容，請閱讀白皮書(shū)借助 Sitara™ AM2x MCU 革新實(shí)時(shí)控制、網(wǎng)絡(luò )和分析性能

 

提升實(shí)時(shí)處理和分析

 

隨著(zhù)現代工廠(chǎng)自動(dòng)化程度的提高，對實(shí)時(shí)數據分析和控制的需求也在增加。很多傳統系統通過(guò)多個(gè)MCU來(lái)處理這些不同的功能。高性能MCU，尤其是具有多核架構的MCU，可以通過(guò)在單個(gè)設備上進(jìn)行數據處理和實(shí)時(shí)控制功能來(lái)實(shí)現更多系統集成。

 

Sitara AM2x MCU集成了快速數據采集功能和精確的實(shí)時(shí)控制外設，從而進(jìn)行高速輸入和處理數據。想象一下，一個(gè)單獨的MCU控制機械臂的電機，還集成了音頻、電流和位置傳感接口，以提高機器人與人類(lèi)協(xié)作的安全性，這一切都是在沒(méi)有其他MCU協(xié)助下實(shí)現的?；蛘呒梢纛l輸入及聲音識別和分類(lèi)的MCU，可提高樓宇安全系統中的邊緣智能。通過(guò)在單個(gè)芯片上實(shí)現多種處理能力，高性能 MCU 不僅可以使工業(yè)系統更智能，而且更實(shí)惠且更易于設計。

 

簡(jiǎn)化設計和實(shí)現軟件復用

 

MCU的定義特征包括簡(jiǎn)單的系統設計和軟件開(kāi)發(fā)。Sitara AM2x MCU對易于使用的軟硬件的期望不會(huì )改變，即使MCU性能和集成度變得與處理器更相似。

 

借助Sitara AM2x MCU，工程師可繼續獲得以下體驗：

 

●    簡(jiǎn)單的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具（例如基于實(shí)時(shí)操作系統的軟件），支持跨平臺重用，從而減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本。

●    高效的實(shí)時(shí)任務(wù)管理和更簡(jiǎn)單的電源管理架構，可實(shí)現更具成本效益的電源管理解決方案。

●    經(jīng)過(guò)優(yōu)化的速度和低延遲功能，這得益于集成型隨機存取存儲器 (RAM)。

 

 

實(shí)時(shí)傳感和響應應用程序（例如PLC）必須處理時(shí)間限制的問(wèn)題，以確保安全和連續運行。這意味著(zhù)系統需要針對最壞情形下所需的時(shí)間進(jìn)行設計。提供易于使用的軟件可幫助您快速有效地設計此類(lèi)系統。

 

通過(guò)存儲器的靈活性?xún)?yōu)化系統成本

 

傳統MCU具有板載非易失性存儲器，例如閃存。但是，從自動(dòng)化工廠(chǎng)到自動(dòng)駕駛等應用中不斷增加的數據處理需求給存儲器的可擴展性帶來(lái)了難題。此外，更快的中央處理器帶來(lái)了兩個(gè)難題：

 

●    系統性能完全依賴(lài)閃存速度和性能，尤其是在系統需要進(jìn)行實(shí)時(shí)數據讀寫(xiě)的情況下。

●    受限于當前可以支持非易失性存儲器的處理工藝，例如16nm。

 

基于外部非易失性存儲器架構的靈活性，MCU設計工程師可以從中受益。借助Sitara AM2x MCU，您無(wú)需更改MCU或重新設計電路板，就能滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的存儲器需求，從而實(shí)現更靈活的設計并降低開(kāi)發(fā)成本。AM2x器件的大型板載RAM和簡(jiǎn)單的軟件架構解決了外部存儲器的延遲和性能問(wèn)題。

 

提高系統功效

 

傳統MCU以低功耗著(zhù)稱(chēng)，隨著(zhù)應用轉向高性能MCU，降低功耗仍然至關(guān)重要。電源效率體現在設計師很重視的兩個(gè)方面：

 

●    每瓦性能（有源功耗效率）。散熱超過(guò)2W至3W通常會(huì )導致傳統MCU系統在成本、重量和占用空間方面的問(wèn)題，尤其是那些需要主動(dòng)冷卻措施（如散熱器和風(fēng)扇）的系統。因此，性能的提高不能與成比例的功耗增加相伴。高性能Sitara AM2x MCU可支持超過(guò)5,000 DMIPS/W的性能。

●    低功耗（關(guān)斷）模式。MCU通常在較低占空比的環(huán)境中運行，鑒于高性能MCU采用先進(jìn)工藝節點(diǎn)設計，其漏電流影響高于傳統MCU。設計人員需要在電源門(mén)控技術(shù)和低功耗模式（如睡眠、深度睡眠、關(guān)機、僅實(shí)時(shí)時(shí)鐘和輸入/輸出喚醒）方面不斷創(chuàng )新。

 

結束語(yǔ)

 

高性能MCU讓處理器級別的計算性能更加可得，將為設計人員和客戶(hù)系統開(kāi)啟新的機會(huì )。隨著(zhù)應用的不斷演變和設計工程師在其系統中充分發(fā)揮高性能MCU的潛力，MCU創(chuàng )新者、產(chǎn)品設計人員和消費者都將體驗到高性能MCU所帶來(lái)的好處。

 

其他資源

 

●    利用 TMDS243GPEVM 評估模塊開(kāi)始開(kāi)發(fā)。

●    有關(guān)Sitara AM2x培訓資源，請訪(fǎng)問(wèn)MCU+ Academy。

 

 

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