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技術指南:MCU之選型不得不知的那些事兒

2020-10-21 14:14 來源:互聯網 編輯:Emma

MCU換言之,可以理解為單片機。MCU所應用的場景:一般只要稍微有點UI電器,所以我們身邊無處所在都是單片機的影子。MCU可以比喻成人體的心臟,是最為重要的核心部分。所以MCU的選型工作是非常非常重要的工作,如果不小心選錯,對于整個電路而言就要做個大手術一樣嚴重。本文通過以下幾方面進行探討MCU選型問題,各位感興趣可以一起聊聊~

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1)MCU初步篩選

MCU初步篩選是時,最好是軟件工程師和硬件工程師以及器件工程師一起討論,硬件工程師所需各類端口的大致數量,產品要實現的功能,應用環境等等。軟件工程師根據這些信息選出三四款合適的芯片,然后元器件工程師根據芯片的成本,交期,品質等信息最終選定一款MCU.

在這個過程當中,硬件工程師提供一份各類端口的數量清單,軟件工程師需提供一份MCU引腳分配圖表,以供硬件工程師使用。

2)普通I/O口

上拉、下拉電阻的選擇,通??梢赃x擇1K~1MΩ之間的電阻,封裝可以根據產品的尺寸,以及端口的電流值選擇0201,0402,0603,或0805的封裝。如端口用的是內部上拉或下拉電阻,電阻值通常是幾百歐,在低功耗的產品中盡量不要使用。

輸入輸出電壓的高電平通常就是電源電壓,低電壓通常就是0V。對于輸入口來說,如果高低,電壓不分明,需做整形后再提供給輸入口,輸入到輸入口的信號電流值不能超過輸入口所能承受的電流范圍;對于輸出口來說,小功率的負載,盡量是選用低電平驅動。一般情況下,負載電流值在10毫安以下的,可以用輸出口直接驅動;負載電流值在10毫安到100毫安之間的,需加一級驅動電路;驅動更大功率的負載時,負載與MCU之間去加隔離電路。

3)器件等級

根據產品的類別及其應用環境,選擇MCU的等級,工作溫度范圍。如產品用于汽車類產品,盡可能地使用汽車級芯片,工作溫度范圍-40度到125度。根據產品銷售地,選擇認證范圍,如CCC認證,UL認證。

4)ADC轉換

根據產品的實際需要,選擇合適的精度,轉換時間。進行模數轉換時,去做適度的整形。如輸入信號非常微弱,可以對信號進行放大;如輸入信號電平與輸入端口的電平不匹配,需做電平轉換。

5)存儲空間

根據產品功能,電路板的尺寸,軟件代碼的長短,選擇合適的存儲容量。如需外置存儲,軟件組需提前說明,以便PCB板預留空間。

隨著電子產品復雜度越來越高,擴大存儲容量與采用flash存儲是大的趨勢。擴大存儲容量,硬件工程師可以賦予產品更多的附加功能,同時給后續的升級維護帶來便利。掉電保護數據和對產品快速編程的需求,以推動產品采用flash存儲。flash芯片長期來看,單價會持續下跌的。

6)移植性

如果考慮從舊的平臺移植程序過來,就要考慮MCU之間的可移植性。

7)低功耗

越來越多的移動電子產品出現,推動MCU也快速地向低功耗方向發展。低功耗不僅僅是為了省電,更是是為了降低電源模塊以及散熱模組的成本。隨著電流的降低,電磁干擾和熱噪聲也大幅度地降低了。

上拉下拉電阻也有功耗,如對單一的信號進行上拉或下拉,電流也就是幾個微安到幾十微安之間,但是對于一個被驅動了的信號進行上拉和下拉,電流能達到幾十毫安。

閑置不用的端口,盡量不要懸空。如果懸空,外界的干擾可能在這些端口形成反復的震蕩信號,MOS工藝芯片的功耗主要取決于門電路的翻轉次數。

8)成本和交期

很多8位和16位及32位MCU,價差已降至將近幾美分,需結合產品實際情況選取合適的MCU.

MCU選定后,后續很多新項目也會用這一系列MCU,因此在做MCU選項時一定要調查清楚供應商是否長期生產該系列的芯片,有幾家生產工廠。在我們的客戶所在地,該供應商是否有強大的售后服務團隊。

對MCU進行試驗驗證,確保產品的低失效率,因為高失效率率意味著更高的成本。調查統計各MCU及其供應商的口碑。

9)其它功能

將更多的其它功能集成到MCU是大的趨勢。如DSP功能,上電復位,低電壓檢測功能。應調查清楚所選這一系列MCU現在及未來可集成哪些功能模塊,為后續新產品的設計開發做準備。

對于MCU,在已批量生產后輕易不要做替代動作,MCU的替代需做各種嚴格的測試驗證,成本較高。

MCU種類太多,一篇文章根本不足以講全講透,后續我們針對MCU的一二個細節單獨聊聊。作為同行的您,是否也有話要說,請給我留言評論吧。

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