MCU 邊緣 智慧汽車 自動化 低功耗 RAM

高效能MCU改變產業的5種方法

2021-08-18
自動化工廠和智慧型汽車的進步需要更先進的網路功能、即時處理、邊緣分析和馬達控制拓撲。這些實例說明高效能微控制器(MCU)能符合產業快速進步的需求,而這種微控制器超越傳統MCU可達類似處理器的功能。本文將介紹五種高效能Sitara AM2x MCU協助設計工程師應對當前和未來系統的挑戰。

近期MCU在記憶體大小、類比功能整合和低功耗方面都有進步,但在許多應用中,快速處理大量即時控制和感測器數據的能力同樣重要。在自動化工廠中,可程式化邏輯控制器(PLC)和機器人馬達控制系統的處理要求已從每核心大約100MHz提高到400MHz以上,而且在未來三到五年間可能達1GHz以上。

面對下列要求時,更需要高效能MCU的處理能力,包括:日漸增加的工業通訊和透過邊緣分析進行預測性維修,以維持工廠穩定運轉。Sitara AM2x MCU透過提高MCU的核心時脈,及同一晶片上整合多個MCU核心,實現更好的性能要求。AM2434具備四個各自以800MHz運作的核心,與傳統MCU相比,能在工廠進行數據處理、低延遲的控制和高速通訊。

改善即時運作與分析

Sitara AM2x MCU不需額外MCU就可在單一MCU上控制機械手臂馬達,透過整合音訊、電流和位置感測介面,提高機器人與人類合作的安全性;或透過一顆整合音訊輸入、聲音辨識和分類的MCU,能夠提高建築物安全系統中的邊緣智慧。高效能MCU透過在單一晶片上實現多種處理能力,不僅讓工業系統變得更聰明,更易於設計也讓價格變更實惠。

簡化設計,實現軟體重複使用

界定MCU特徵包括簡單系統設計和軟體開發,即使MCU性能和整合程度變得與處理器更接近,對易於使用的硬體和軟體期望依然不會改變。

透過靈活的記憶體配置實現系統成本最佳化

傳統MCU具有內建非揮發性記憶體,如快閃記憶體。但隨著自動化工廠到自動駕駛等應用範圍的數據處理需求不斷增加,記憶體容量面臨擴充難題。此外,對於更快速的中央處理器,改用外部非揮發性記憶體架構後,可從中取得更好的靈活性。藉由Sitara AM2x MCU,無需更換MCU或重新設計電路板,即可滿足不斷成長的記憶體需求,實現更靈活的設計並降低開發成本。AM2x的大型內建RAM和軟體架構解決外部記憶體延遲和性能問題。

提升電源效率-每瓦性能與低功耗模式

傳統MCU以低功耗著稱,因此隨著應用轉換成高效能MCU,降低功耗顯得重要。電源效率凸顯設計師重視每瓦性能(有效功耗效率)和低功耗(關機)模式。超過2至3W的散熱增加通常導致傳統MCU系統的成本、重量和板上配置問題,尤其是需要主動冷卻措施的系統。因此,性能的提高不能與成比例的功耗並存。此外,MCU通常在較低工作週期的環境中運行,鑑於高效能MCU採用先進製程節點設計,其漏電流影響高於傳統MCU,設計人員需要在電源閘控技術和低功耗模式方面不斷創新。

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