虽然这几年半导体产业不断整合,但是对于硬件工程师来说,设计一个物联网产品可选的方案还是数不胜数,如何选择一个合适的硬件解决方案永远会是一件头疼的事,你需要考虑的因素实在太多,价格、生态、供货周期、生态、是否易于设计、可移植性如何等等。本文推荐5款易用的通用型MCU,但各自的特点有比较鲜明。
恩智浦LPC5500系列微控制器
NXP LPC5500系列微控制器基于Arm Cortex-M33处理器,主要用于加速低成本安全边缘应用,提供新级别的处理效率、安全性和功能。LPC5500系列具有显著的功耗改进和先进的安全特性,包括基于SRAM PUF的可信根和配置、通过加密映像实时执行(内部闪存)、以及使用Arm TrustZone-M进行资产保护。此外,LPC5500 MCU系列产品还通过7个系列提供全面产品和多个可扩展性选项,所有这些产品均受益于40nm成本优势、广泛的可扩展封装和内存选项,以及包含MCUXpresso软件与工具生态系统在内的强大实现能力和低成本开发板。
LPC5500 MCU系列产品中的各个系列均具有引脚、软件和外设兼容性,有不同级别的功能,从而形成能够最大限度重复使用的产品组合,降低开发成本并缩短产品上市时间。
特点
- 可访问的安全性,采用基于SRAM PUF的可信根和配置、通过加密映像实时执行(内部闪存),以及使用Arm TrustZone-M进行资产保护
- 在性能效率方面取得突破,采用集成电源管理IC(直流-直流)和用于信号处理和加密加速的专用协处理器
- 提供全面产品和可扩展性,由本系列产品中的多个系列组成,受益于40nm成本优势、广泛的可扩展封装和内存选项,以及包含MCUXpresso软件与工具生态系统在内的强大实现能力和低成本开发板
NXP LPC5500系列微控制器可以广泛应用于楼宇控制和自动化、消费类电子产品、诊断设备、工业物联网、机器学习、安全应用等领域。
美信MAX32660微控制器
美信MAX32660微控制器基于Arm Cortex-M4微控制器,主要用于电池供电设备和可穿戴无线传感器。MAX32660具有超低功率,设有灵活的多功能电源管理单元,其采用强大的带浮点单元 (FPU) 的ARM Cortex-M4。MAX32660为从8位或16位微控制器传统设计提供了一个简单、低成本的升级途径。该器件集成了高达256KB闪存和96KB RAM,以存放应用程序和传感器代码。MAX32660支持SPI、UART和I2C通信。
特点
- 用于可穿戴设备的高效微控制器
- 内部振荡器工作高达96MHz
- 256KB闪存
- 96KB SRAM,可选在最低功率备份模式下保留
- 16KB指令缓存
- 内存保护单元 (MPU)
- 电源电压低:1.1V VCORE
- GPIO工作范围:3.6V
- 内部LDO实现单电源运行
- 宽工作温度范围:-40ºC至+105°C
- 电源管理方案最大程度延长了电池使用寿命
- 闪存85μA/MHz活动执行
- 备份模式下全内存保留功率:2μA(VDD=1.8V)
- 超低功率RTC:570nA(VDD =1.8V)
- 内部8kHz环形振荡器
- 最优外设组合,提高平台扩展性
- 多达14个通用I/O引脚
- 多达两个SPI主设备/次设备
- I2S主设备/次设备
- 多达两个UART
- 多大两个I2C主设备/次设备
- 四通道标准DMA控制器
- 三个32位定时器
- 看门狗定时器
- CMOS级32.768kHz RTC输出
美信MAX32660微控制器可以广泛应用于运动手表、健康监测器、可穿戴医用贴片、便携式医疗设备、工业传感器、物联网等领域。
赛普拉斯PSoC 4100PS微控制器
赛普拉斯PSoC 4100PS微控制器是基于32位Arm Cortex-M0+可编程片上系统 (PSoC) 的智能模拟系列微控制器。4100PS MCU包括一个带CPU内核的嵌入式系统控制器以及可配置的数字和模拟外设。PSoC 4100PS MCU提供各种模拟功能,如ADC、DAC、运算放大器、比较器和互连多路复用器。这些MCU具有24MHz至48MHz时钟频率、高达32KB闪存和4KB SRAM。PSoC 4100PS MCU提供了低功耗电容传感 (CapSense) 解决方案和智能I/O,非常适合用于智能传感器应用。PSoC 4100PS微控制器包括可编程电压基准、多达38个GPIO、4个运算放大器和2个低功耗比较器。
特点
- ARM Cortex-M0+ CPU,带8个直接内存存取 (DMA) 通道
- 高达32kb闪存和4kb SRAM
- 带两个7位IDAC的CapSense
- 一个12位1Msps SAR ADC
- 八个TCPWM块
- 三个系统控制块 (SCB)
- 四个运算放大器
- 两个低功耗比较器
- 两个13位VDAC
- 可编程电压基准
- 多达38个GPIO,包括8个智能I/O
赛普拉斯PSoC 4100PS微控制器可以广泛应用于工业感测、电机控制、可穿戴设备、消费类产品等领域。
芯科科技EFM32 Giant Gecko 12系列
芯科科技EFM32 Giant Gecko 12系列具有较高的可扩展性、安全性,以及可以在低功耗平台上实现的一系列出色的特性。随着电池/电源预算日益缩减以及传感器/接口数量日益增加,在处理器处于休眠状态时尽可能提高工作效率至关重要。GG12低功耗外设包括CSEN(电容式触摸)、ADC、DAC、OPAMP和LE-LCD。另外还采用低功耗结构(LinkedDMA、PRS和LESENSE),可在处理器休眠时提供完全自主的先进处理功能。在工作状态下,72MHz Cortex-M4、八路SPI接口、SDIO和PDM麦克风以及传感器接口可提供卓越的用户体验,而以前只有使用功耗更高的MCU才能实现。
特点
- 工作频率为72MHz的ARM Cortex-M4
- 512-1024KB闪存、192KB RAM
- 超低工作功耗:80μA/MHz EM0有效电流、1.9μA EM2深度休眠电流
- 硬件加密引擎(AES、ECC和SHA)和TRNG
- 自主低功耗传感器接口 (LESENSE)
- 丰富的模拟特性,包括ADC、VDAC、OPAMP、电容式触摸感应和独特的LE LCD驱动器
- 串行接口,包括CAN、USART、SPI、I2C
- 用于PDM麦克风和Δ-Σ传感器的新型脉冲密度调制接口
- 集成的直流-直流转换器
- 可耐受5V电压的I/O
芯科科技EFM32 Giant Gecko 12系列微控制器可以广泛应用于物联网设备和传感器、智能电表、工业和工厂自动化、健康与健身、智能配件、家居自动化和安保等领域。
亚德诺半导体ADuCM4050 ULP微控制器
亚德诺半导体ADUCM4050超低功耗 (ULP) 微控制器 (MCU) 是一套集成式微控制器系统,集成了处理、控制和连接所需的电源管理功能。ADuCM4050 MCU系统基于Arm Cortex-M4F处理器。ADuCM4050还具有各种数字外设,嵌入式静态随机存取存储器 (SRAM) 和嵌入式闪存,除了模数转换器 (ADC) 子系统之外,还有一个具有时钟、重置和电源管理功能的模拟子系统。ADuCM4050具有行业领先的超低功耗工作模式和休眠模式,用于对功耗、安全性和稳定性要求高的物联网应用。ADuCM4050中采用SensorStrobe™ 技术的数字传感器和超低功耗收发器可以优化系统功耗。
ADuCM4050 MCU可增强安全性,为设计人员提供强大的IP保护,更好地防止恶意软件和滥用。安全功能包括AES 128/256、SHA 256、分组密码(用于代码保护)、密钥包装和HMAC(哈希消息身份验证代码)。
ADuCM4050 MCU非常适合用于需要长电池寿命,但同时也要求安全性、性能完整性以及能够预处理和过滤传感器数据以消除伪影和噪声的应用。应用包括临床生命体征监测、智能能源管理以及资产健康/工厂设备报告。ADuCM4050通过其SensorStrobe技术支持多个数字和模拟传感器输入,从而可以组合分析其数据,实现更智能、更高级的功能。因此,无需频繁唤醒微控制器报告程序或部分数据,从而长时间节省大量电源。
特点
- 高达52MHz ARM Cortex-M4F,带FPU和MPU
- 工作模式动态电流:41μA/MHz(典型值)
- Flexi™模式(内核处于休眠,外设处于工作状态):400μA(典型值)
- 休眠模式(带SRAM保留):0.65μA(典型值)
- 关断 (RTC可选):50nA(典型值)
- 关断 (快速唤醒):0.20μA(典型值)
- 包含可选降压转换器的内置电源管理,可提高效率
- 单电源运行 (VBAT):1.74V至3.6V
- ADC,12位、1.8MSPS SAR ADC,用于日常功能
- 内置功率监控功能
- 存储器:集成ECC的512KB嵌入式闪存;128KB可配置系统SRAM,带奇偶校验;高达124KB的SRAM,保留在休眠模式下;4kB高速缓存,降低从闪存执行时的功耗
- 硬件加密加速度计,支持AES-128、AES-256、SHA-256、HMAC、受保护的密钥存储以及密钥包装/开包
- 支持ECB、CBC、CTR、CBC-MAC、CCM和CCM
- 真随机数发生器 (TRNG)
- 用户代码保护,用于保护客户IP软件
- 通过UART安全升级软件防止改变部件的用途
- 三个SPI接口,具有硬件流控制,无需粘合剂即可连接传感器、无线电和转换器
- I2C和两个UART接口
- 用于本机连接转换器和无线电的SPORT
- 可编程GPIO(44个位于LFCSP,51个位于WLCSP)
- 3个通用计时器,支持PWM
- 一个RGB计时器
- 一个RTC,用于保持挂钟时间
- 一个FLEX_RTC,具有四个SensorStrobe输出,用于外部传感器的精确时间同步采样
- 可编程蜂鸣器
- 27通道DMA控制器专用DMA通道,用于每个外设
- 灵活的中断源,用于从休眠中唤醒
- 4个外部中断
- 2x UART
- 2x RTC
- 工业温度范围:-40°C至+85°C
亚德诺半导体ADUCM4050超低功耗 (ULP) 微控制器 可以广泛应用于物联网 (IoT)、传感器网络,智能农业、智能楼宇、智能计量、智能城市、智能机器,可穿戴设备、健身和临床、机器学习和神经网络等应用领域。
小结
本文的几款MCU产品都是属于比较新的产品,可能在市面上还没有大量的应用,但是本身的特点很具备通用物联网的属性,如果你正在寻找不一样的物联网硬件解决方案,不妨多了解下这几款产品。
强烈推荐阅读:
- 还好没放弃,终于等到你——基于边缘计算的谷歌Coral USB加速棒实测
- 将高端医疗设备平民化——Spectra开源生物医学成像系统
- 理解电容器泄露真谛,有助延长低功耗智能设备续航
- 搭载全球首款集成三轴加速度计&温度计的ST单芯片传感器
- 如何保持基于RISC-V的嵌入式设计灵活性?用Linux和Zephyr microPlatforms就好
虽然这几年半导体产业不断整合,但是对于硬件工程师来说,设计一个物联网产品可选的方案还是数不胜数,如何选择一个合适的硬件解决方案永远会是一件头疼的事,你需要考虑的因素实在太多,价格、生态、供货周期、生态、是否易于设计、可移植性如何等等。本文推荐5款易用的通用型MCU,但各自的特点有比较鲜明。
恩智浦LPC5500系列微控制器
NXP LPC5500系列微控制器基于Arm Cortex-M33处理器,主要用于加速低成本安全边缘应用,提供新级别的处理效率、安全性和功能。LPC5500系列具有显著的功耗改进和先进的安全特性,包括基于SRAM PUF的可信根和配置、通过加密映像实时执行(内部闪存)、以及使用Arm TrustZone-M进行资产保护。此外,LPC5500 MCU系列产品还通过7个系列提供全面产品和多个可扩展性选项,所有这些产品均受益于40nm成本优势、广泛的可扩展封装和内存选项,以及包含MCUXpresso软件与工具生态系统在内的强大实现能力和低成本开发板。
LPC5500 MCU系列产品中的各个系列均具有引脚、软件和外设兼容性,有不同级别的功能,从而形成能够最大限度重复使用的产品组合,降低开发成本并缩短产品上市时间。
特点
- 可访问的安全性,采用基于SRAM PUF的可信根和配置、通过加密映像实时执行(内部闪存),以及使用Arm TrustZone-M进行资产保护
- 在性能效率方面取得突破,采用集成电源管理IC(直流-直流)和用于信号处理和加密加速的专用协处理器
- 提供全面产品和可扩展性,由本系列产品中的多个系列组成,受益于40nm成本优势、广泛的可扩展封装和内存选项,以及包含MCUXpresso软件与工具生态系统在内的强大实现能力和低成本开发板
NXP LPC5500系列微控制器可以广泛应用于楼宇控制和自动化、消费类电子产品、诊断设备、工业物联网、机器学习、安全应用等领域。
美信MAX32660微控制器
美信MAX32660微控制器基于Arm Cortex-M4微控制器,主要用于电池供电设备和可穿戴无线传感器。MAX32660具有超低功率,设有灵活的多功能电源管理单元,其采用强大的带浮点单元 (FPU) 的ARM Cortex-M4。MAX32660为从8位或16位微控制器传统设计提供了一个简单、低成本的升级途径。该器件集成了高达256KB闪存和96KB RAM,以存放应用程序和传感器代码。MAX32660支持SPI、UART和I2C通信。
特点
- 用于可穿戴设备的高效微控制器
- 内部振荡器工作高达96MHz
- 256KB闪存
- 96KB SRAM,可选在最低功率备份模式下保留
- 16KB指令缓存
- 内存保护单元 (MPU)
- 电源电压低:1.1V VCORE
- GPIO工作范围:3.6V
- 内部LDO实现单电源运行
- 宽工作温度范围:-40ºC至+105°C
- 电源管理方案最大程度延长了电池使用寿命
- 闪存85μA/MHz活动执行
- 备份模式下全内存保留功率:2μA(VDD=1.8V)
- 超低功率RTC:570nA(VDD =1.8V)
- 内部8kHz环形振荡器
- 最优外设组合,提高平台扩展性
- 多达14个通用I/O引脚
- 多达两个SPI主设备/次设备
- I2S主设备/次设备
- 多达两个UART
- 多大两个I2C主设备/次设备
- 四通道标准DMA控制器
- 三个32位定时器
- 看门狗定时器
- CMOS级32.768kHz RTC输出
美信MAX32660微控制器可以广泛应用于运动手表、健康监测器、可穿戴医用贴片、便携式医疗设备、工业传感器、物联网等领域。