嵌入式开发,如何选择MCU?选型指南给你

在嵌入式处理器中,MCU的使用最简单,但是要在万千MCU中,挑出最合适的那颗,也是一门技术活。
今天妮姐用8分钟时间,给大家分享自己选择MCU时的宝贵经验。

MCU选型技巧
不以结婚为目的的恋爱,是耍流氓;
不以项目为目的的选型,都是纸上谈兵。
所以,MCU的选型,必须要从实际应用需求出发。
在电子产品中,作为控制核心的处理器芯片,往往是最受重视的。选型只要遵循既定的准则,基本就能挑选出一颗合适的芯片。

不同的应用领域,对MCU的性能要求区别巨大。比如:工业控制领域的工作条件比较苛刻,那就需要性能高、稳定性高、精度高的芯片;汽车在行驶中,会产生热量,用在汽车中的芯片就得是宽温度范围的,而且还要满足汽车等级要求。所以在工业和汽车电子应用中,选择芯片就要选择工业级、汽车级的,假如一不小心选择了消费通用类的芯片,后患无穷。


具体的应用需求则决定MCU应该具备哪些资源,比如,在系统中,MCU要控制的设备是什么,需要执行哪些任务;要处理哪些数据量,从哪里获得信号,信号要不要处理;是不是需要和外部进行通信,需要哪些通信接口;需要大容量的存储空间,要不要扩展。此外,对于现在的产品,还有一个非常重要的特性,就是低功耗。

由此可知,MCU不需要处理太多的数据,没有高速运算的要求,所以对MCU的性能要求相对较低,对外需要有UART、I²C、SPI等通用接口;监测开关状态,可能会需要内置ADC进行数据转换。
经过上面的分析步骤,就很容易画出系统功能框图,MCU会用到哪些资源也就一目了然了,基本也能初筛出几款可用的MCU了。
有了大致的方向和几款备选之后,如何进一步挑选出最适合自己的项目的呢?大家可以结合以下几个因素综合考虑:
价格和供货,必须考虑,毕竟没有任何产品能等得起数十周的交期;
生命周期,要跟产品的生命周期相匹配;
可升级性,产品更新换代速度快,一定要考虑芯片的可升级性;
技术支持,这点太重要了,有好的技术支持可以直接缩短产品开发时间。
到这一步,我相信你会更加明晰自己的需求和目标,选中合适MCU就简单很多了。下面我们来结合具体的产品,实践操作一下:以身边最常见的无线耳机充电盒为例, 为其选择一个适合的MCU,你会怎么做呢?

妮姐通常会按照这样的流程来:
首先分析它的功能需求:除了充放电管理之外,充电盒的系统控制作用也是十分重要,需要监视电池的工作状态,监测霍尔开关的闭合,确定开盖与否或是否放入了耳机,还需要负责充电盒其他芯片的使能,以及个性化的充电状态显示。
进一步,确定MCU的资源以及要求:主频要求不高;需要内置ADC、UART、I²C;低功耗。
如以上需求,基于Arm Cortex-M0+的内核就可以满足了。综合市面上的MCU类型,就可以迅速确定芯片了,比如TI最新推出的MSPM0系列MCU,就可以应用在充电盒上。
MSPM0作为TI力推的MCU系列,相信大家已经看到过太多介绍了。在M0+市场中,能站稳脚,MSPM0是有点子东西在身上的,这里就简单的总结几点独特之处:

模拟资源丰富:MSPM0芯片集成的模拟资源,是模拟大佬TI赋予MSPM0的最棒的礼物。12bit最高速率达到4MSPS的ADC,支持硬件过采至14位,很少有MCU内部ADC能达到如此高的有效位数;高速低功耗比较器;零漂运算放大器以及跨阻放大器,并且放大器具有分时管脚复用功能,因此可以替代更多的外部运放。对比同样是M0内核的MCU,这些资源基本上都是没有的。
产品型号丰富:MSPM0一推出就是3个系列,100多个产品型号,有不同pin脚的,不同flash大小的芯,封装也是多样化的。三个系列分别是:MSPM0C系列,主频24MHz,主打低成本,高性能模拟外设集成;MSPM0L系列,主频32MHz,主打低功耗、高性价比;MSPM0G系列,做到M0内核最高主频80MHz,主打高性能、高运算速度。

升级方便:MSPM0相同pin脚数量的芯片可以pin2pin兼容替代,比如在项目中刚开始使用MSPM0L1343,到后面系统升级发展,资源不够的话,可以直接使用MSPM0G1506替换,用最少的成本一键换“新”。
市场应用广泛:MSPM0的主频从32MHz,上到80MHz,再加上集成了 CAN-FD 控制,无论是消费电子应用,还是工业或汽车应用,都可以轻松应对。

同时MSPM0的资料、源码、demo例程也比较丰富,还有一些中文资料和培训教程,可以很好的帮助大家上手。MSPM0的开发工具除了CCS之外,还支持KEIL、IAR,SysConfig工具进行图形化配置。
当然了,无论说得有多好,还得要亲自体验才更有说服力。基于MSPM0芯片,我们特意设计了2个项目:末日应急装置应急储能站设计和桌面机器人。


接下来2周,达尔闻B站会上线这两个有趣的项目,大家可以提前关注起来。

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