微控制器是通過(guò)它們的性質(zhì)，通用設(shè)備，能夠處理各種各樣的控制任務(wù)。它們的發(fā)展已經(jīng)跟蹤了精干，成本低，但功能強(qiáng)大的設(shè)備的需求，因此他們現(xiàn)在能夠廣泛的終端產(chǎn)品。主要，靈活性，成本和性能的平衡他們的選擇對(duì)于應(yīng)用的相對(duì)特定范圍，使制造商能夠跨越的變體組合提供最優(yōu)解。飛思卡爾，例如，提供了超過(guò)900多種不同的基于ARM的微控制器，這個(gè)數(shù)字可能會(huì)通過(guò)推出的ARM Cortex-M7內(nèi)核的進(jìn)一步增加。雖然在一個(gè)家庭中每個(gè)范圍通常是優(yōu)化的，往往存在交叉的，他們處理應(yīng)用方面，使最終用戶可以選擇最適合其特定要求的設(shè)備。但是，有時(shí)應(yīng)用程序有這樣的特殊要求的設(shè)備制造商愿意并且能夠開(kāi)發(fā)出具有專用于該應(yīng)用程序的外設(shè)設(shè)備。雖然不通用，嚴(yán)格地說(shuō)，它們通常基于標(biāo)準(zhǔn) MCU內(nèi)核和外圍設(shè)備，這使得它們適于特定的應(yīng)用，同時(shí)保留的靈活性程度。

　　集成聲卡

　　進(jìn)展和成熟的工藝節(jié)點(diǎn)意味著它越來(lái)越可行瞄準(zhǔn)大批量的應(yīng)用特別是在整合優(yōu)化的功能旁邊通用外設(shè)。一個(gè)例子是音頻;一個(gè)特點(diǎn)，就是在很多設(shè)備越來(lái)越普遍。為了解決這個(gè)市場(chǎng)，唐科技公司開(kāi)發(fā)的ISD9160，用于音頻記錄和再現(xiàn)一個(gè)單芯片解決方案。

　　圖1：新唐的ISD9160針對(duì)音頻錄制和回放應(yīng)用。

　　基于ARM的Cortex-M0內(nèi)核，它的功能相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的外圍設(shè)備，如閃存和SRAM，定時(shí)器（包括看門狗和實(shí)時(shí)時(shí)鐘）和各種串行接口（UART，I2S，I2C，SPI / SSP），以及PWM調(diào)制器，一個(gè)模擬比較器和GPIO（圖1）。然而，真正使這與眾不同的是增加了一個(gè)差分D類放大器能夠提供的功率1 W至8？揚(yáng)聲器，并通過(guò)Σ-ΔADC形成AFE和可編程增益放大器可以直接連接到一個(gè)麥克風(fēng)。圖2顯示了可能在一個(gè)典型的應(yīng)用進(jìn)行配置。該ADC可以在采樣率高達(dá)6.144 MHz，這與可配置的抽取濾波器相結(jié)合，允許支持音頻采樣率從8 kHz至48 kHz的采樣運(yùn)行。結(jié)果被傳遞到一個(gè)FIFO，其中存儲(chǔ)的最新的八個(gè)樣本。一個(gè)16樣本FIFO提供了輸入D類功率放大器，可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)差分引腳，從專用操作供電。

　　圖2：ISD9160的敬業(yè)和優(yōu)化的外設(shè)減少了外部元件需求。

　　該器件還具有麥克風(fēng)偏置發(fā)生器，以提高錄音質(zhì)量，能夠提供高達(dá)1 mA的-60 dB的電源抑制;通常的麥克風(fēng)將0.1 mA和0.5 mA的偏置電流之間需要，所以外部電阻可能是必要的。該ADC可以與在PGA中的輸入信號(hào)路徑和ISD9160的模擬多路復(fù)用器。

　　運(yùn)動(dòng)檢測(cè)

　　不變的是，一個(gè)MCU僅部分地被其硬件功能定義;軟件可以發(fā)揮在所有終端應(yīng)用越來(lái)越重要的作用。 MCU制造商現(xiàn)在提供的庫(kù)和參考設(shè)計(jì)的形式，軟件開(kāi)發(fā)的廣泛支持，以及整個(gè)通信協(xié)議棧。對(duì)于需要專門的算法的應(yīng)用，軟件支持可能更難以直接提供，而是依靠服務(wù)提供者的生態(tài)系統(tǒng)。然而，還存在另一種方法。

　　圖3：基于自身eZ8 CPU的ZMOTION家族Zilog公司提供了一個(gè)優(yōu)化的PIR平臺(tái)。

　　直接在設(shè)備中嵌入特定應(yīng)用的算法是不常見(jiàn)的，但它的確為開(kāi)發(fā)者提供優(yōu)化的解決方案，’開(kāi)箱即用’，而正是這種做法，Zilog公司已初步具備了 ZMOTION檢測(cè)與控制系列，其中包括Z8FS04 ?；谒鯶8再來(lái)XP系列，它集成了eZ8芯連同一個(gè)Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器（圖3），其補(bǔ)充有一個(gè)被動(dòng)紅外（PIR）發(fā)動(dòng)機(jī)在固件常駐在片上Flash存儲(chǔ)器的形式。發(fā)動(dòng)機(jī)占用4千字節(jié)的8K字節(jié)的存儲(chǔ)器（圖4），并通過(guò)一個(gè)API訪問(wèn)，但是在正常操作期間在后臺(tái)自主運(yùn)行。

　　特定應(yīng)用的MCU瞄準(zhǔn)新興應(yīng)用

　　圖4：ZMOTION系列的嵌入式紅外引擎降低了研發(fā)工作的開(kāi)發(fā)人員。

　　所述PIR傳感器的輸出直接連接到ADC通過(guò)一個(gè)專用的輸入，與所需（除非由PIR制造商指定）沒(méi)有額外的電路，并且該設(shè)備是能夠容納兩個(gè)傳感器。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法需要不間斷地訪問(wèn)ADC，但是可以手動(dòng)暫停如果應(yīng)用程序代碼需要使用ADC;所述PIR發(fā)動(dòng)機(jī)的控制是通過(guò)API和專用寄存器管理。 Zilog公司也使得可以作為一個(gè)捆綁的設(shè)備，打包帶透鏡和紅外傳感器的分類。

　　聰明的能量

　　能源是一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)大，不僅包括智能電表，還測(cè)量和用能設(shè)備的控制。幾乎已插入什么都可以受益于能量管理技術(shù)，最大限度地減少消耗在不使用時(shí)，或者是使用在使用時(shí)提供的能量的量的明顯標(biāo)志。立法是推動(dòng)這一點(diǎn)，但一個(gè)普遍接受，我們都應(yīng)該更多地了解我們自己的個(gè)人原因能耗意味著將各種設(shè)備的共同特征。物聯(lián)網(wǎng)將在很大程度上依賴于這種類型的數(shù)據(jù)，這將延長(zhǎng)設(shè)備的控制，以超越我們眼前的周圍;控制照明，加熱或任何其他用能設(shè)備的能力，遠(yuǎn)程承諾能控制的新時(shí)代。為了支持這些應(yīng)用中，有源半已經(jīng)開(kāi)發(fā)電源應(yīng)用控制器（PAC）的產(chǎn)品，如PAC5210的組合;器件針對(duì)下一代智能能源設(shè)備，裝置和設(shè)備。

　　特定應(yīng)用的MCU瞄準(zhǔn)新興應(yīng)用

　　圖5：針對(duì)智能能源應(yīng)用中，PAC從技領(lǐng)半導(dǎo)體是基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ARM Cortex-M0內(nèi)核。

　　所述PAC5210是ARM的Cortex-M0的MCU，集成了若干特定應(yīng)用的功能，如圖5這包括多模式電源管理器（MMPM）和專用電源驅(qū)動(dòng)器（ASPD），隨著一個(gè)可配置的模擬前端，PWM引擎與“平常”的串行接口。該MMPM包括多模式開(kāi)關(guān)電源能夠以降壓，反激或升壓模式和多達(dá)四個(gè)線性穩(wěn)壓電壓下工作。該ASPD是一個(gè)通用的開(kāi)漏驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)配置AFE包括差分和單端可編程增益放大器，使之適用于一些在智能能源領(lǐng)域的新興應(yīng)用。

　　圖6：靈活和通用性，PAC5210集成了廣泛的功率控制功能。

　　結(jié)論

　　通用微控制器的可用性實(shí)現(xiàn)了廣泛的終端應(yīng)用，但盡管他們的靈活性，但還存在著驚人的品種，從多個(gè)廠家。它似乎違反直覺(jué)來(lái)限制靈活性通過(guò)集成應(yīng)用程序特定的功能，但在許多情況下，它可以證明極為有利。對(duì)于許多應(yīng)用領(lǐng)域，優(yōu)化的解決方案的可用性，如這里所涉及，可為OEM廠商提供了一個(gè)寶貴的平臺(tái)，在其上添加自己的差異化功能;畢竟，沒(méi)有人愿意推倒重來(lái)。特定應(yīng)用的微控制器，在本質(zhì)上，從無(wú)處不在的參考設(shè)計(jì)一個(gè)自然的過(guò)程，因?yàn)樗试S開(kāi)發(fā)人員能夠更快地進(jìn)入市場(chǎng)與建立在成熟的技術(shù)解決方案。這種設(shè)備的增加的可用性很可能使新出現(xiàn)的應(yīng)用程序和為最終用戶提供更大的選擇余地。