集成FRAM MCU優勢幾多？讓MSP430FR4x/FR2x告訴你！

　　物聯網時代的到來加速了我們生活的智能化速度。智能化，通常意味著單片機系統需要控制更多的傳感器、采集更多的數據，從而帶來電池系統如何能夠保證供電壽命，以及讀寫數據的存儲器件壽命是否符合要求的挑戰。為此，幾年前，德州儀器開創性地將超低功耗鐵電存儲器(FRAM)集成到MSP430當中，解決了單片機在智能化生活中節能、可靠性性等問題，給開發人員帶來更多靈活性。

　　如今，MSP430鐵電家族系列再添新丁：MSP430FR4x/FR2x MCU，以及一款可在占有極小內存下提供所有非易失性FRAM優勢的新型低成本LaunchPad原型快速生成套件。

　　那么集成FRAM 的MCU到底有多好?用了MSP430FR4x/FR2x就知道!

德州儀器MSP430中國區業務拓展經理刁勇   德州儀器半導體事業部MSP430業務經理夏樹榮先生

TI  超低功耗MSP430FRAM產品組合

　　目標：解決四大挑戰

　　德州儀器MSP430中國區業務拓展經理刁勇指出，這兩個系列產品要沖破的單片機市場挑戰很明確：第一，現在的客戶要求功能增加，但電池的壽命不能降低、體積要更小。因此，如何把系統的功耗降低成為挑戰。第二，在功耗預算范圍內，工程師在完成系統設計過程中會出現很多問題，這需要花相當多的時間去調試。第三，嵌入式軟件的復雜性增加。在此條件下，如何滿足上市的時間需求成為工程師的壓力之一。第四，如何選擇一個具有擴展性的平臺，能夠持續地保證客戶不同產品開發的需求，節約軟硬件投資。

　　他介紹，解決上述四大挑戰，FR4x/FR2x采用了TI獨有的技術存儲和創新。

　　策略：專有技術支持

　　德州儀器半導體事業部MSP430業務經理夏樹榮先生解釋，德州儀器從多個角度解決上述四大挑戰。

　　降低功耗方面，FR4x/FR2x MCU采用了TI的ULP(超低功耗)架構，可以使器件獲得超低運行功耗，讓對比度保持均衡的LCD待機功耗極低，實現功耗典型值為126μA/MHz，LCD通電情況下待機電流低于1μA。

　　提高調試效率方面，TI的EnergyTrace技術可以實現實時調試能量，該技術使開發人員能以nA級至mA級的電流分辨率來分析功耗。

　　傳統上，工程師在低功耗調試的時候，很多情況下因為運行的軟件在系統運行不同的時間點功耗不同，而且還要根據場景變化來調整功耗，非常麻煩。利用EnergyTrace技術，工程師能控制自己的功耗預算并優化軟件，為每個FR4x/FR2x MCU外設實時分析功耗，可以非常方便地管理電能。同時，使用MSP430FR4133 LaunchPad或MSP-FET編程器/調試器，開發人員可以獲得免費的能量測試技術，對代碼執行做出明智判定并基于功率分布圖進行優化。

　　比如工程師在開發溫控器或者是水表的時候，要看待機功耗和運行功耗是高了還是低了，FRAM寫入的時間過長的話功耗是否達到要求?EnergyTrace技術可以幫助工程師來評估每一步操作、哪一個時間段、哪一個模塊的功耗高低，從而調整程序代碼和配置。EnergyTrace技術還可以幫助判定某個程序代碼下的功耗，同時給出建議，什么樣的寫入方法可以降低功耗。這使以往工程師最頭疼的問題得到解決。

　　簡化配置和軟件設計方面，全新MSP-EXP430FR4133 LaunchPad套件包括一個帶有軟件可配置LCD引腳的分段LCD驅動器，以實現輕松快捷的硬件布局，紅外調制硬件則可減少軟件需求。多達60個的GPIO引腳不僅可簡化設計，同時還能降低系統復雜性，節省電路板空間。此外，該套件還配備了一個集成充電泵，即便在MCU處于低功耗模式時其仍能使LCD對比度保持均衡。

　　GPIO引腳可以通過軟件任意選擇。比如有36個引腳可以自己用軟件支配，那么到下一個產品PCB布局的時候不需要改動硬件的布局，只要通過軟件來實現就可以了。

　　滿足客戶未來產品開發的可擴展平臺方面，從2012年TI的第一顆FRAM MCU產品開始，到MSP430FR7X于2014年6月份量產，再加上FR4X/2X，TI已經擁有覆蓋面很廣的低功耗FRAM MCU，FRAM覆蓋范圍從4K～124K，有100多個FRAM的型號投入量產。TI MSP430FR MCU已經不是單個的產品，而是一個平臺，可以滿足用戶各種各樣的需求。

　　優勢：不止是靈活和節能

　　此外，刁勇與夏樹榮一再強調FRAM給MCU帶來的諸多優勢。用三點總結就是：可寫入更多，可降低功耗，可簡化開發。這對工程師來說都是至關重要的。

　　創新的存儲器技術帶來設計靈活性。MSP430FR4x/FR2x MCU 的FRAM的可擦寫次數達到10(15)，讀寫操作速度比Flash快很多。把數據寫入存儲器是需要花時間的，是需要花功耗的。FRAM的寫入速度是正常的Flash的100倍。因為FRAM可以把整個單片機的存儲做到統一，這使客戶在選擇平臺及設計的時候非常靈活。此外，它在做實時數據記錄和數據量非常大的情況下，耐用性也非常好。易用性方面，FRAM可以對字節進行操作，對數據的操作上可以做得非常地簡化。

　　為了配合FRAM產品，TI打造了一個非常完整的生態系統，其中包括CCS、硬件開發工具等。比如在CCS里有兩個工具是專門針對低功耗設計的，一個是低功耗設計顧問，它是把TI在幾十年來低功耗設計的經驗轉化成設計的原則，客戶可以用這個低功耗設計檢查與優化。另外就是EnergyTrace，它可以以一種圖形化的界面追蹤到每一個單片機的外設，客戶能夠在設計功耗特別是在調試的時候簡化調試的過程。

　　MSP430FR MCU都實現了引腳和代碼兼容，特別適用于一些需要超低功耗、靈活閃存和智能模擬集成的應用場景，如家庭自動化系統、家用電器、遙控裝置、能量采集等領域。