微控制器(MCU)的基本架構(gòu)介紹

Microcontroller(微控制器)又可簡稱MCU或μC，也有人稱為單芯片微控制器(Single Chip Microcontroller)，將ROM、RAM、CPU、I/O集合在同一個(gè)芯片中，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。微控制器在經(jīng)過這幾年不斷地研究，發(fā)展，歷經(jīng)4位，8位，到現(xiàn)在的16位及32位，甚至64位。產(chǎn)品的成熟度，以及投入廠商之多，應(yīng)用范圍之廣，真可謂之空前。目前在國外大廠因開發(fā)較早，產(chǎn)品線廣，所以技術(shù)領(lǐng)先，而本土廠商則以多功能為產(chǎn)品導(dǎo)向取勝。但不可諱言的，本土廠商的價(jià)格戰(zhàn)是對(duì)外商造成威脅的關(guān)鍵因素。  

 

由于制程的改進(jìn)，8位MCU與4位MCU價(jià)差相去無幾，8位已漸成為市場主流；針對(duì)4位MCU，大部份供貨商采接單生產(chǎn)，目前4位MCU大部份應(yīng)用在計(jì)算器、車表、車用防盜裝置、呼叫器、無線電話、CD Player、LCD驅(qū)動(dòng)控制器、LCD Game、兒童玩具、磅秤、充電器、胎壓計(jì)、溫濕度計(jì)、遙控器及傻瓜相機(jī)等；8位MCU大部份應(yīng)用在電表、馬達(dá)控制器、電動(dòng)玩具機(jī)、變頻式冷氣機(jī)、呼叫器、傳真機(jī)、來電辨識(shí)器（Caller ID）、電話錄音機(jī)、CRT Display、鍵盤及USB等；16位MCU大部份應(yīng)用在行動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)及攝錄放影機(jī)等；32位MCU大部份應(yīng)用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN電話、激光打印機(jī)與彩色傳真機(jī)；64位MCU大部份應(yīng)用在高階工作站、多媒體互動(dòng)系統(tǒng)、高級(jí)電視游樂器（如SEGA的Dreamcast及Nintendo的GameBoy）及高級(jí)終端機(jī)等。  　  

 

 

而在MCU開發(fā)方面，以架構(gòu)而言，可分為兩大主流；RISC(如HOLTEK HT48XXX系列)與CISC(如華邦W78系列)。 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 代表MCU的所有指令都是利用一些簡單的指令組成的，簡單的指令代表 MCU 的線路可以盡量做到最佳化，而提高執(zhí)行速率，相對(duì)的使得一個(gè)指令所需的時(shí)間減到最短。HOLTEK的HT46XX(A/D MCU系列) HT47XX(R to F MCU系列) HT48XX(一般I/O MCU系列) HT49XX(LCD MCU系列) 便是采用 RISC 結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)。不管是 RISC 或是 CISC(Complex Instruction Set Computer)，設(shè)計(jì)MCU的目的便是為人類服務(wù)的，對(duì)于 RISC 來說，因?yàn)橹噶罴木啠栽S多工作都必須組合簡單的指令，而針對(duì)較復(fù)雜組合的工作便需要由『編譯程序』(compiler) 來執(zhí)行，而 CISC MCU因?yàn)橛布峁┑闹噶罴^多，所以許多工作都能夠以一個(gè)或是數(shù)個(gè)指令來代替，compiler 的工作因而減少許多。  

 

以一個(gè)數(shù)值運(yùn)算程序來說，使用 CISC 指令集的MCU運(yùn)算對(duì)于一個(gè)積分表達(dá)式可能只需要十個(gè)機(jī)器指令，而 RISC MCU在執(zhí)行相同的程序時(shí)，卻因?yàn)?span style="font-size: 16px; font-family: Calibri;">CPU 本身不提供浮點(diǎn)數(shù)乘法的指令，所以可能需要執(zhí)行上百個(gè)機(jī)器指令 (但每一個(gè)指令可能只需要 CISC 指令十分之一的時(shí)間)，而由程序語言轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令的動(dòng)作是由程序語言的 Compiler 來執(zhí)行，所以在 RISC MCU的Compiler 便會(huì)較復(fù)雜 。因?yàn)橥瑯右粋€(gè)高級(jí)語言 A=B*C 的運(yùn)算，在 RISC MCU轉(zhuǎn)換為機(jī)器指令可能有許多種組合，而每一種組合的『時(shí)間/空間』組合都不盡相同。所以 RISC 與 CISC 的取舍之間，似乎也是MCU硬件架構(gòu)與軟件(Compiler) 的平衡之爭，應(yīng)該沒有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的一方，只能說因應(yīng)不同的需求而有不同的產(chǎn)品，例如工作單純的打印機(jī)核心 MCU，便適合使用效能穩(wěn)定，但單位指令效率較佳的 RISC MCU。  　  

 

方案介紹

 

基于新唐ML51開發(fā)的電池管理系統(tǒng)（BMS）—超低功耗MCU+AFE方案

 

 

 

方案簡介  

 

1：基于ML51開發(fā)的電池管理系統(tǒng)（BMS）方案，是電池與用戶之間的紐帶，主要就是為了提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電。  

 

2：系統(tǒng)特性  

 

?ML51是性能增強(qiáng)型 1T 8051微控制器，內(nèi)嵌Flash，運(yùn)行速度可達(dá)24 MHz  

 

?5至14節(jié)高精度電池電壓測量功能  

 

?充放電電流測量功能  

 

?短路保護(hù)功能  

 

?內(nèi)置電池平衡開關(guān)  

 

?外部充放電FET控制               

 

?雙通道溫度檢測  

 

?過壓保護(hù)功能

 

性能參數(shù)

 

行業(yè)分類 : 電源電池  

 

開發(fā)平臺(tái) : Nuvoton 新唐  

 

交付形式 : PCBA  

 

性能參數(shù) : 運(yùn)行速度 : 24 MHz  

 

應(yīng)用場景 : BMS 電池保護(hù)板

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基于MCU差分升級(jí)FOTA方案

 

 

 

運(yùn)行在各種設(shè)備的程序，由于功能的迭代或自身bug的修復(fù)，難免需要升級(jí)功能，通常升級(jí)的程序都是以完整升級(jí)包（new app）的方式進(jìn)行，存在包體積大、耗時(shí)長的缺點(diǎn)；      

 

包文件分析顯示一般程序在版本迭代時(shí)A、B版本之間的差異部分在10%以內(nèi)； 顧名思義，差分升級(jí)就是提取A、B版本之間的差異，減小包體積、降低升級(jí)時(shí)間；

 

該差分算法庫與平臺(tái)無關(guān)，可移植到各大常用芯片平臺(tái)，移植非常簡單，并有文檔介紹操作。  

 

算法為自研算法，目前已有產(chǎn)品在市面上運(yùn)行。

 

性能參數(shù)

 

行業(yè)分類 : 智能家居  

 

開發(fā)平臺(tái) : Atmel 愛特梅爾  

 

交付形式 : 軟件  

 

性能參數(shù) : ，RAM : 1k，flash : 5k  

 

應(yīng)用場景 : 低速無線，OTA，差分升級(jí)，低功耗無線升級(jí)

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我愛方案網(wǎng)是一個(gè)電子方案開發(fā)供應(yīng)鏈平臺(tái)，提供從找方案到研發(fā)采購的全鏈條服務(wù)。找方案，上我愛方案網(wǎng)!在方案超市找到合適的方案就可以直接買，沒有找到就到快包定制開發(fā)。我愛方案網(wǎng)積累了一大批方案商和企業(yè)開發(fā)資源，能提供標(biāo)準(zhǔn)的模塊和核心板以及定制開發(fā)服務(wù)，按要求交付PCBA、整機(jī)產(chǎn)品、軟件或IoT系統(tǒng)。

 

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