【2016年3月22日 北京 電源網 現(xiàn)場報道】

近日，德州儀器（TI）發(fā)布了一款最新的超低功耗MSP微控制器MSP430FR2311，它是全球第一款將低泄漏跨阻放大器集成的超低功耗MCU，其流耗僅有50pA，泄露值較其它電壓和電流感測解決方案低20倍，并且能夠在不犧牲電池使用壽命或電路板空間的情況下提供模擬和存儲技術的可配置性。來自德州儀器超低功耗MSP微控制器事業(yè)部總經理Miller Adair為我們帶來這款產品的詳細闡釋。 

傳感器應用中面臨的業(yè)界挑戰(zhàn)

在IoT和傳感器應用中，TI發(fā)現(xiàn)客戶面臨著一些急需解決的問題。

第一，用戶希望找到一個通用平臺，在很多不同應用上都可以擴展用同一個平臺解決不同的問題。

第二，想要更長的電池使用壽命。尤其在傳感器應用中，如何將電池的使用壽命從2年延長到5年，甚至10年，是用戶們都希望能夠解決的問題。

第三，都想實現(xiàn)更小、更輕的設計。隨著行業(yè)的發(fā)展，越來越多的智能產品及應用對產品的體積要求越來越高，將整個外部器件盡量整合到一個IC之中，實現(xiàn)更小的產品設計也是目前迫切需要解決的問題之一。

MSP430FR2311 MCU解決難題

針對以上業(yè)界面臨的挑戰(zhàn)和問題，TI推出了超低功耗MSP微控制器系列。

MSP430FR2311作為此系列的延伸產品，具有可配置模擬的單芯片MCU解決方案消除了閃存與RAM之間的比率限制，并且那個幫助客戶連接至任何一個具有反相、非反相或跨阻運算放大器配置的傳感器。這樣就能幫助客戶解決在同一個軟件上做不同的設計的要求。

第二，在MSP430FR2311中集成了最低泄漏跨阻放大器（TIA），可做到50pA的低泄漏，相比于其他同類產品功耗降低20倍。如此低的功耗自然可加大電池的使用壽命。

第三，高度集成的解決方案可在3.5mm×4mm的封裝內提供模擬、EEPROM、晶振和MCU功能，以簡化電路原理圖，并且減少高達75%的PCB空間。   

MSP430FR2311可支持廣泛的應用

在互聯(lián)互通應用與工業(yè)應用領域中，對傳感器的需求越來越多。MSP430FR2311可連接模擬的傳感器，包括光照、濕度、溫度、一氧化碳、燃氣、紫外線、電流/功率等相關的傳感應用。

這些傳感器可應用于不同的領域，例如樓宇自動化、醫(yī)療健康與健身、個人和便攜式電子產品等等。

為什么可以適應于這樣多的應用領域？這是由MSP430FR2311的一些特性決定的。MSP430FR2311具備可擴展性，可配置的模擬與存儲器技術，諸如運算放大器、比較器和內置ADC等集成模擬外設提供了全面的前端，以幫助大多數感測應用實現(xiàn)片上系統(tǒng)。運算放大器（反相、非反相或跨阻配置）可幫助連接多種工業(yè)傳感器。另外，F(xiàn)RAM技術通過選擇分配給應用代碼或數據的存儲器數量來實現(xiàn)應用擴展，器件上的1KB SRAM為開發(fā)人員提供了額外的軟件靈活性。 

什么是跨阻放大器？

跨阻放大器原理

跨阻放大器（TIA）是電流轉至電壓的轉換器。在傳感器應用中需要計量通過的電流，一般情況下，利用外圍器件進行設計，模數轉換器（ADC）將模擬電壓轉換為數位形式。如果需要測量電流，就需要先把電流轉換成電壓，再輸入到ADC的部分。

而MSP430FR2311 MCU中包含了一個能夠將電流轉換為電壓的超低功耗跨阻放大器外設。它可直接將電流轉換成電壓，通過TIA加在ADC的前端部分，這樣就可直接將光電二極管或其他模擬傳感器連接在MCU上，也不需要額外增加其他的模擬器件。

這樣的設計可以幫助省掉很多外圍器件。除了模擬的整合之外，F(xiàn)RAM本身也可替換外圍的EEFROM，這樣就能做到將6顆IC全部整合在1顆IC里，將PCB空間減少了75%。

工業(yè)感測應用案例——單芯片解決方案

MSP430FR2311主要針對的市場就是工業(yè)應用，舉一個煙霧探測器的案例。如下圖：

其他MCU產品設計方案

一般的設計方案（上圖），外圍需要很多器件，包括運放和EEFROM等。當使用MSP430FR2311時（下圖），省掉了很多外圍的器件，包括在MSP430FR2311上配置的TIA可替代外圍運放；FRAM可替代外圍的EEFROM；晶振也可省掉。這樣，整個系統(tǒng)變得很簡單很方便，并且體積可以做到更小，性價比更高。 

不同系列器件間實現(xiàn)輕易變換

目前正在使用2KB和4KB器件的MSP430G2x MCU用戶可以輕松將他們的設計遷移至MSP430FR2311 MCU，并充分利用非易失性FRAM所具有的更高性能以及更高的模擬集成度，其中包括運算放大器、ADC和比較器。歡迎查看MSP430F2xx和MSP430G2xx系列遷移指南以了解如何在需要更多模擬功能的情況下在不同系列器件間實現(xiàn)輕易變換。

MSP430FR2311 MCU是系列器件中第一個可在TI Store上立即提供樣片的產品。同時，MSP430FR2311 MCU LaunchPad開發(fā)套件也將通過TI Store發(fā)售。

如需進一步了解業(yè)內首款具有可配置低泄漏TIA放大器的MCU，敬請訪問以下鏈接：

?  MSP430FR2311 MCU數據表

?  MSP-EXP430FR2311 MCU LaunchPad開發(fā)套件

?  MSP430FR2311微控制器煙霧探測器參考設計

?  MSP430FR4xx/2xx系列用戶指南

?  MSP430F2xx/G2xx到MSP430FR4xx/2xx的遷移指南

關于德州儀器公司

德州儀器（TI）是一家全球性半導體設計制造公司，專門致力于模擬集成電路（IC）和嵌入式處理器的開發(fā)。TI擁有全球頂尖人才，銳意創(chuàng)新，塑造技術行業(yè)的未來。而今，TI正攜手100,000多家客戶開創(chuàng)更加美好的明天。

TI在納斯達克證交所上市交易，交易代碼為TXN。

更多詳情，敬請查閱https://www.ti.com.cn。

TI半導體產品信息中心免費熱線電話：800-820-8682。

演講人背景介紹

德州儀器(TI)超低功耗MSP微控制器事業(yè)部總經理Miller Adair 

Miller Adair先生于2014年1月正式開始擔任德州儀器超低功耗MSP微控制器（MCU）事業(yè)部總經理，主要負責管理及拓展TI快速增長的MSP430產品線。

Miller Adair先生在TI的嵌入式處理部門已任職八年。擔任總經理一職前，Miller Adair先生曾有兩年的時間負責管理TI的Sitara?ARM?多重處理器（MPU）產品線。他還曾在TI的微控制器事業(yè)部擔任多個負責市場與業(yè)務拓展的職務，直至2012年。

Miller Adair先生于2005年畢業(yè)，榮獲電子工程理學學位。2007年，Miller Adair先生再次于得克薩斯理工大學榮獲工商管理碩士學位，并于同年加入TI。