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Freescale将S08微控制器架构的弹性与效能提升至新高点

 2007-11-28

如今的嵌入式系统研发人员需要整合度更高、价格及效能比更突出的8位元微控制器,才能够解决他们对成本与功耗两方面所注重的应用需求。为了让研发人员能够在设计8位元产品时发挥最高效率与功能,飞思卡尔开发了S08D系列的8位元元元元微控制器(MCU)-这是目前整合程度最高、也最富延展性的S08元件。

飞思卡尔S08D系列是业界第一款8位元MCU;它同时内建控制器区域网络(CAN)界面、电子抹除式可程序唯读存储器(EEPROM)、以及内建模拟/除错工具。内建CAN界面是许多汽车及工业控制应用的最佳连接解决方案。嵌入式的EEPROM则可在无需外接串行EEPROM的情况下,轻易地写入及抹除资料,大幅改善系统设计的弹性。内建有除错功能的研发工具可以让研发人员迅速地排除问题,加快产品上市速度。这些内建的功能都可以在汽车规范的温度下使用,从摄氏零下40度到摄氏125度皆然。

飞思卡尔微控制器解决方案事业部的消费与工业用MCU产品经理Aiden Mitchell表示:「由于市场对于嵌入式产品的智能程度及连通性需求日益增加,但系统成本与功率供应的预算却逐渐吃紧,因此协助客户从8位元设计中获取最高效能及价值,成了首需着重的部份。飞思卡尔的次世代S08D系列产品,整合系统兼容菁华及存储器功能至单一芯片架构,此设计不但可以提升系统效能,同时也减少电路板面积、降低功率损耗、缩短研发时间、并节省系统成本。」

伸缩自如、弹性化的S08D系列选项

S08D系列产品包含多种8位元MCU选项,专为广泛的汽车及工业控制应用而设计。在汽车市场上,S08D系列可运用在车身、底盘、安全及动力控制等方面。主要的工业控制应用范围则涵盖厂房与建筑物自动化、保全系统、医疗监控设备、以及航天电子等领域。
 
Semico Research的技术长Tony Massimini则指出:「飞思卡尔的S08D系列产品,为汽车及工业控制市场上8位元微控制器的整合性及效能树立了新标竿。由于飞思卡尔的系列产品具备高度延展性,且彼此的脚位与外围元件都兼容,因此在系统成本及功率预算均日益吃紧的情况下,还能让嵌入式系统的设计人员在设计高效能系统时,有更富弹性的选项可供使用。」

S08D系列产品目前有以下三种产品线:
• 9S08DZ:为S08D系列内的旗监级产品,拥有高效率的全功能元件,同时内建CAN与EEPROM
• 9S08DN:内建EEPROM,但不配备CAN模块,因此适用于无网络或仅需区域互连网络(LIN)的应用、以及需要弹性的记忆模块工业应用
• 9S08DV:成本最低廉的产品,内建CAN联机功能,无EEPROM。

这三种S08D产品线提供了最佳的延展性、兼容性及设计的自由度,让研发人员可以根据特定应用与系统需求,选择最合适的元件。三种产品间的脚位及封装延展兼容性,使得产品在转换时不再需要昂贵的I/O扩充外围。系统工程师能够轻易地从任一产品线附加至另一产品在线,以便扩充系统功能,也可将之精简化以求降低成本。此外,S08D系列还可以让那些需要更多外围与更高效能、却需要降低成本的应用,直接从飞思卡尔的68HC05与68HC08架构升级。现在,工程师拥有一系列脚位兼容的8位元MCU产品线,能够兼顾消费者在成本及功率两方面的需求。

功率效能设计

S08D 系列以飞思卡尔的0.25微米制程技术,提供40 MHz的核心时脉及20MHz的汇流排速度,其设计可以透过低功率电路提供高效能。只要功率损耗不高,汽车设计师可藉由S08D系列产品,在车内有限的12V电池电源供应系统内增加更多的汽车电子控制元件。这种低功率的特性,让S08D系列产品十分适用于诉求低功率消耗的汽车应用上,如车顶天窗与座椅控制、或是操控与底盘系统等等。

飞思卡尔精炼的0.25微米制程技术,可支持最先进的制造及测试能力,让使用S08D的设计师能够达到汽车工业的零缺陷品管目标。

开发工具的支持

S08D系列产品拥有多项软件开发工具的支持,象是CodeWarrior® Development Studio、背景除错模式(background debug mode,BDM)、Multilink Cyclone Pro、以及硬件开发工具,诸如评估用电路板、展示电路板、以及芯片转接电路板等等。
 
此外,飞思卡尔也针对这些工具执行他们的软件开发专案,发展相对应及必要的低阶软件驱动程序,以提供CAN或是互连网络(LIN)通讯、等应用功能。

关于飞思卡尔的S08架构

飞思卡尔的S08架构,为以成本为导向的8位元嵌入式应用提供了最佳的高效能和低成本组合。该架构以飞思卡尔的0.25微米制程技术为基础,非常适合需要多种功率管理模式但又可节省运作功耗的诉求,因此相当受到汽车与工业控制应用的欢迎。飞思卡尔的MCU以S08为核心,另外还提供各种先进的特色与功能,例如内建第三代的快闪存储器与RAM、多重串行通讯模块、芯片内建模拟器(in-circuit emulator,ICE)、以及高效能的类比模块等等。

S08D系列特色

  • 最高40MHz的系统时脉(20MHz汇流排)
  • 最大60K的芯片内建快闪存储器
  • 最大2K的EEPROM
  • 所有8位元元元车用CAN元件中容量最大的RAM (高达4k)
  • 具备弹性化PLL、FLL或内部震荡器选项的多重时脉产生器(MCG)
  • 弹性的时脉选择模块
  • 具备可程序化中断计时器(PIT) 的PWM控制
  • 具备即时时脉(RTC)、低电压警告(LVI)及外部电压监视模块等系统防护功能
  • 弹性化的省电模式
    o两种低电压停止模式
    o低电压即时中断(RTI),可用于运转、待机或停止模式
  • 类比功能
    o最多24通道的10位元ADC,内建温度感应器
    o最多两组类比比较器
  • 丰富的通讯外围模块
    oMSCAN (与飞思卡尔16-位元元元S12系列MCU所使用的CAN相同)
    o最多两组SCI界面 – LIN主控功能,可从STOP模式唤醒
    o具有广播模式的IIC
    oSPI
  • 运作温度从摄氏零下40º到摄氏125º
  • 操作电压从2.7V到5.5V

关于更多S08D系列产品的细节,可参考下列网页http://www.freescale.com/files/pr/S08D.html

关于飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor)

飞思卡尔半导体为全球知名嵌入式半导体设计与制造领导厂商,其产品应用遍及汽车用电子、消费性电子、工业电子、网络电子以及无线网络市场等领域。飞思卡尔半导体是一家跨国私有公司,总部位于德州奥斯汀,其设计、研发、制造和业务等部门分布于全球30多个国家。飞思卡尔是全球最大的半导体公司之一,2006年营业额为64亿美金。欲知详情请参考网址:www.freescale.com