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小尺寸MCU的前世今生

2017-10-23 09:03:04 来源:爱单片机 浏览:27
内容提要:首先,我们先回忆一下计算机的鼻祖ENIAC:1946在宾夕法尼亚大学揭幕的这个庞然大物,占地面积达170平方米,重达30吨……再对比今天我们用的电子元器件尺寸封装,是不是幸福感油然而生?

首先,我们先回忆一下计算机的鼻祖ENIAC1946在宾夕法尼亚大学揭幕的这个庞然大物,占地面积达170平方米,重达30……

再对比今天我们用的电子元器件尺寸封装,是不是幸福感油然而生?

别有洞天:小尺寸MCU的前世今生

在小尺寸MCU历史上,给我震撼最大的当属2004Microchip推出的全球最小单片机,SOT-23-6封装的PIC10F系列。时至今天,MCU厂商和型号已经数不胜数,但是该芯片仍然处于In Production状态,说明了市场需求仍在,也说明了Microchip超前的战略眼光。

其实,在此之前Microchip也是最早推出8Pin MCU的厂商,也是8Pin MCU的专利持有者。后来各个原厂把SOP-8封装的MCU发扬光大,也可以说随处可见,包括国产、台系的MCU厂家也都有这个经典封装的产品。

而最近这些年,智能手机、智能穿戴、IoT等等迅猛发展,对MCU的尺寸要求也越来越高,各家厂商也都在上下足了功夫……

小尺寸MCU的应用

时间回到2004年,看Microchip推出PIC10F系列时的定位:

除传统的汽车电子、网络设备、手持设备、数码相机和家用电器等领域外,Microchip新推出的PIC10F闪存单片机由于具有更小的体积和更低的成本,可以应用于许多新的领域。这些新的应用领域包括:

电子胶:在ASICPCB中发现一个缺陷可能对设计产生破坏性影响,可能需要修改芯片或更改整块电路板,这样会大大延误产品上市时间和增加报废成本。用一枚小型的廉价单片机改变某个信号的功能即可补救。开发基于单片机的系统比设计全新的ASICPCB要快捷和简单得多。因此,如果从一开始就采用低成本PIC10F 6引脚器件设计PCB,那么无论对ASIC、电路板或PCB上的许多其它元器件,缺陷修复、后期变更及其他错漏补救均能得以较低的成本轻松实现。

逻辑控制:传统的标准逻辑及定时元件,如延时、智能闸、信号调理、简单状态机、编码器/解码器、I/O扩展器及小型外围逻辑功能,目前均可集成在一枚6引脚的单片机上,非常经济。其优势在于:省去了外部元器件(缩小板空间并降低成本),通过用固件实现状态机的方法可实现更复杂的解决方案,并使设计人员能够更改PCB功能而毋须更换电路板。

波形生成:与取代标准逻辑器件同理,一枚PIC10F单机可以取代传统的555定时器、脉宽调制器(PWM)、遥控编码器、脉冲发生、可编程频率源以及电阻可编程振荡器等等。

机械电子/机械功能:利用PIC10F器件方案可理想地取代传统的机械功能,如智能开关、模式选择器、远程I/O、定时器、LED闪光灯及任何其它类型的机械式定时器和开关。单片机解决方案远比机械式设备能实现更多功能。

智能一次性电子器件:PIC10F以其小巧的体积和低廉的成本,成为众多新兴一次性智能电子应用的理想解决方案。除了财产识别以外,还包括不断增长的医疗设备产品如妊娠检测器、检查血糖的透析监控计以及药品检测器等。

我随手翻了一下,还真找到了更多应用,可能是你闻所未闻的:

别有洞天:小尺寸MCU的前世今生

PIC12F675做的U型单相交流同步电机控制,是不是小小身板大能耐?而且这个封装非常非常适合单面板PCB生产。这种电机多用在水泵上,比如洗碗机等。

别有洞天:小尺寸MCU的前世今生

丰田花冠汽车的遥控,也是一颗SOP-8Microchip芯片。当然,笔者还不能确定是一颗特殊打字的PIC系列MCU还是丰田向Microchip定制的ASIC……

别有洞天:小尺寸MCU的前世今生

硒鼓芯片,是不是又看到Microchip的影子了?哈哈

这个用量可不是一般大,经常都是一个订单就KK级的用量哦。

更多的应用,没有做不到,只有你我想不到……

STM8S001J3值得期待

别有洞天:小尺寸MCU的前世今生

STM8S001J3确实值得期待,资源配备很足,而且ST也是公认价格很亲民的:

存储器方面,它的8K FLASH1K RAM,另外它还有128Beeprom,这个很关键!

芯片内部配备了128K16M的时钟;

运算能力也不算差,16M3级流水线;

如图,通信接口丰富,3通道ADC,还有足够的TIMER

在对成本要求极高的低端消费电子应用中,我们还苛求什么?

曾经,跟一个红外遥控器供应商聊过,几毛钱RMB的遥控器芯片,如果砍掉几个不用的引脚,成本能降几分钱,大家都是赚钱的;否则大家都是亏钱的……

这故事好像是和产线上多打三颗螺钉就亏钱,不打这三颗螺钉工厂就赚钱一样……

小尺寸MCU百花齐放

别有洞天:小尺寸MCU的前世今生

我们看一下2016Atmel推出的ATtiny 102/104 ,也是以小著称(最低尺寸2mmX3mm8引脚)。在当时来说也是一个不错的选择。

别有洞天:小尺寸MCU的前世今生

薄如草叶的Kinetis K22

你做小,我做薄:2015年,飞思卡尔推出超薄版Kinetis K22微控制器(MCU),这款新产品在一个封装内集成了120 MHz的性能和大量的存储器与接口,高度仅为0.34毫米

别有洞天:小尺寸MCU的前世今生

在此之前,飞思卡尔还推出了Cortex-M0+内核的 Kinetis KL03 MCU1.6x2.0mm),这是当时全球尺寸最小、能效最高的基于ARM®32MCU,它能够轻松嵌入到高尔夫球的凹隙中。

别有洞天:小尺寸MCU的前世今生

从时间上来看,尺寸小和薄都是在不断的刷新的。除此之外,还能怎么玩?

还可以低电压呀,哈哈……

TI曾经针对电动牙刷等应用推出了MSP430x09x系列,芯片工作电压0.9-1.65V,这刚好就是一节电池的供电电压,而无需Boot升压。一节电池是不是比两节电池节省了非常多的空间?非常有意思……

至此,您是不是也觉得设计一个产品,其实资源够用就好,并非总是追求高、大、强……

 

感谢dianlu投稿
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