低功耗混合信号assp实现便携式消费电子的..

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1、低功耗混合信号assp实现便携式消费电子的..摘要：本文主要介绍全新高速安全微控制器的结构特征与优势，并从中指出它的发展与应用前景关键词：高速微控制器；嵌入式系统；非易失存储器；加密密钥要在大量的消费类应用中同时实现高性能与低成本，全定制的模拟前端(AFE)与普通的数字信息处理器相结合是唯一的选择。为了在同一系统中同时满足高性能模拟与低成本数字控制这两个相互矛盾的需求，当今的发展趋势是利用专用标准产品(ASSP)。ASSP的优势是用一个可重复使用的低成本系统提供高性能模拟、低成本数字控制以及缩短上市进程

2、。这些ASSP提供可配置的混合信号模拟功能作为优化的外设模块，器件的其余部分作为许多平台共享可重复使用的模块。快闪微控制器(MCU)是实现共享功能的晶核(host)。单个ASSP除了全部补充有计时器与串行端口等数字外设之外，现在还可集成高精度模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、运算放大器(OA)、电源电压监控器(SVS)以及液晶显示驱动器。在图1中我们用MSP430FG43x显示了混合信号快闪MCU的集成性能。---凭借基于ASSP的混合信号快闪MCU，设计工程师就不必将他们的资源集中到风险大的

3、全定制硬件实施上，从而可以开发出能够快速投放市场的灵活的可编程功能。混合信号ASSPMCU解决方案---ASSP非常适用于便携式医疗设备。一台典型的设备需要一个精密传感器接口电路、通信功能、实时时钟功能、患者数据的非易失性存储器、较长的电池使用寿命以及在应用中可对快闪MCU进行编程的灵活性。图2显示了单芯片葡萄糖测量仪的结构图。---用一个生物催化剂试验片来测量一小份血样的葡萄糖含量。当血样加到试验片上时，将产生μA（微安）级的小电流，而且与葡萄糖成比例。然后由快闪MCU内部的一个12位DAC向试验片提

4、供偏置电压。我们利用以一个集成快闪MCU的运算放大器实施的互阻抗放大器，将生物催化剂产生的电流转化为电压。我们利用一个可编程反馈电阻阵列将运算放大器的输出调到可通过嵌入式12位ADC进行测量的范围，该可编程反馈电阻阵列可由快闪MCU从内部提供，不再需要外部组件。---生物催化剂对温度很敏感，由于测量周期可能持续达30秒，使得这一情况更为复杂。例如，测量周期可能从用户室内等暖和的环境开始，而转换结果却在寒冬的室外环境中完成。为此，我们用内部温度来衡量测量周期开始与结束时的温度，如果二者之间的温差过大，读数

5、将弃用，并向用户报警。---随后通常将记录并传送患者的测量数据，供用户或者医师进行分析。由于快闪MCU存储器是系统内可编程的(ISP)，因此一部分快闪被直接分配用于数据记录。使用MCU存储器的一部分来进行记录，就不需要外部数据存储器了。现代嵌入式快闪可擦除与改编程序多达10万次，高于仪器的工作寿命。功率监控(Poateglue)，从而实现全面可配置的自动化无CPU参与数据传输。采用诸如数据转换器这样的外设可以显著增强DMA的性能,这些转换器可以周而复始地将数据从存储表中移进移出。利用DMA，每次传输仅要

6、求两个系统周期，与连接外部器件的系统相比，系统开销降低了25倍。利用DMA，可将新的可用系统资源重新分配给更高级的细分功能，或用于实现显著延长的待机时间间隔，降低延长电池使用寿命所需的功耗。总结---如今，开发基于混合信号快闪MCU、能快速投入市场、具有紧密封装以及更高精确度模拟的ASSP要求富有全新的思维方式。一流的MCU式线上电路模拟器(ICE)被嵌入式模拟所取代。小型嵌入式模拟逻辑内核驻留在实际的ASSP自身上，通过业界标准的JTAG接口可对其进行访问。嵌入式模拟对高性能混合信号系统变得日益重要，

7、这些系统必须保持微伏模拟信号的完整性。笨重的ICE几乎不可能实现高精度信号的完整性，它对连线干扰非常敏感。---借助嵌入式模拟技术，从开发一开始，硬件工程师即可潜心开发实际的生产系统并进行调试。将ISP快闪存储器的卓越灵活性与普通的嵌入式模拟相结合，使设计一开始就能够实现当今混合信号ASSP真正的系统级开发，从而不仅可降低成本而且还能进一步简化开发工作，加速开发进程。低功耗混合信号assp实现便携式消费电子的低成本和高性能: