關(guān)于TI助力智能制造，引領(lǐng)MCU技術(shù)革新的簡單剖析

智能制造對于我們來說已不再陌生，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠已是大勢所趨。

我們知道，工業(yè)自動化中，對于機器和智能設(shè)備的控制，需要發(fā)揮傳感器的作用。在以前，一個編碼器要對應(yīng)著一個獨立的空間，需要唯一的芯片來控制，這樣，兼容性一直是困擾著系統(tǒng)設(shè)計的難題。為此，德州儀器（下稱TI）近日推出了業(yè)界首款支持?jǐn)?shù)字和模擬位置傳感器的工業(yè)驅(qū)動控制芯片，解決了通過同一個硬件、同一個SoC就可以連接不同的編碼器的問題。TI還同時推出了抗噪電容式觸摸MCU方案和無線微控制器(MCU)方案。那么，TI如何助力智能制造，又將如何引領(lǐng)MCU技術(shù)革新？

智能制造迫切需要可靠、精密、能效高的設(shè)計和系統(tǒng)

智慧工廠的出現(xiàn)勢必會帶來新的生產(chǎn)問題，智能制造也需要可靠、精密和能效高的設(shè)計和系統(tǒng)。TI半導(dǎo)體事業(yè)部中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻表示，工廠升級到自動化，必然需要更高、更可靠的生產(chǎn)線來適應(yīng)24小時的運作機制，用電量也會隨著設(shè)備的增多而增加，這樣就需要能源效率來降低工廠的生產(chǎn)成本。在生產(chǎn)過程中使用機器、機械手臂在生產(chǎn)線控制的精密度是有要求的。除此之外，生產(chǎn)安全的工業(yè)和機器設(shè)備來保障的人的安全也是重要的部分。當(dāng)然，做為智慧工廠，生產(chǎn)線上的有線或無線互聯(lián)互通是至關(guān)重要的，通過線把系統(tǒng)連接起來，運用無線技術(shù)把設(shè)備互聯(lián)。

眾所知周，機器化的生產(chǎn)，需要通過傳感器來感知外界的情況，收集數(shù)據(jù)，反饋給人，來達到更好的生產(chǎn)。在一整套的作業(yè)中，智慧工廠迫切需要可靠、精密、能效更高并且小巧安全的設(shè)計和系統(tǒng)，來實現(xiàn)更有效的生產(chǎn)。

為工業(yè)逆變器和伺服器驅(qū)動提供了理想的解決方案

據(jù)吳健鴻介紹，TI此次推出的TMS320F28379D和TMS320F28379S微控制器(MCU)，是業(yè)內(nèi)首款支持?jǐn)?shù)字和模擬位置傳感器的工業(yè)驅(qū)動控制片上系統(tǒng) (SoC)。該解決方案可實現(xiàn)更快的控制環(huán)路性能，從而進一步提升系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)，解決了位置傳感器接口的兼容性難題。

另外，基于TI C2000 MCU的實時控制架構(gòu)，DesignDRIVE平臺為開發(fā)應(yīng)用于運輸和其他工業(yè)制造應(yīng)用中的工業(yè)逆變器和伺服器驅(qū)動提供了理想的解決方案。同時，DesignDRIVE是一個單一的硬件和軟件平臺，能夠幫助工程師輕松開發(fā)和評估用于多種工業(yè)驅(qū)動和伺服器拓?fù)涞慕鉀Q方案，還避免了工業(yè)驅(qū)動開發(fā)周期中的復(fù)雜階段。據(jù)了解，TI是目前唯一一家能夠針對工業(yè)應(yīng)用同時支持?jǐn)?shù)字和模擬位置傳感器的半導(dǎo)體供應(yīng)商。

“現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)上使用的傳感器都是模擬傳感器，需要通過放大器、運放或者是AD、DA等去搜集數(shù)據(jù)。在對數(shù)據(jù)進行判斷和控制時，嵌入式處理器發(fā)揮重要的作用，例如MCU、DSP核心的運算的功能，可放在整個系統(tǒng)里做判斷和控制。生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)在互聯(lián)互通中，有線的連接接口和無線連接的部分，就是TI產(chǎn)品的一部分。”吳健鴻補充道。作為數(shù)字信號處理和模擬技術(shù)全球領(lǐng)先的廠商，TI在工業(yè)系統(tǒng)中提供的產(chǎn)品超過80%，而且產(chǎn)品在不斷創(chuàng)新。這次的三款新產(chǎn)品也不例外。

抗噪電容式觸摸MCU引領(lǐng)全新技術(shù)革命

此次推出的所有新品中，備受關(guān)注的電容式觸摸MCU是業(yè)界功耗最低的控制單片機。據(jù)了解，通過FRAM與CapTIvate技術(shù)，除了可以實現(xiàn)金屬觸摸、最高分辨率滑塊和3D手勢等功能，單片還擁有較強的抗噪性，并且已通過IEC61000-x標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。此外，觸摸屏可以同步支持電容多層按鈕，產(chǎn)品的設(shè)計人員還可以通過全新的CapTIvate設(shè)計中心來快速開發(fā)創(chuàng)新的解決方案。CapTIvate設(shè)計中心是一個圖形用戶界面 (GUI) ，能夠允許開發(fā)者通過拖放傳感器來實現(xiàn)快速系統(tǒng)配置，并在5分鐘內(nèi)開始對性能進行調(diào)節(jié)。

值得注意的是，工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常需要戴著手套去進行觸摸。對于OFweek電子工程網(wǎng)編輯提出的觸覺反饋強度是否能調(diào)節(jié)等問題，吳健鴻解釋道，全新MSP430FR2633 MCU有軟硬件兩個部分的調(diào)節(jié)，內(nèi)部的軟件部分也有個自動調(diào)節(jié)方案，一方面需要人手去調(diào)，另一方面算法也會做自動的調(diào)整。想加強操作人員的身份識別或權(quán)限設(shè)計時，需要輔助技術(shù)，如果是需要指紋或者人機界面這些功能，TI的DSP可以做到。

以更低的功耗實現(xiàn)更寬泛的連接范圍

超低功耗和遠(yuǎn)程連通性對于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)計至關(guān)重要。TI此次推出的無線微控制器(CC1310無線MCU）方案便能以更低的功耗來實現(xiàn)寬泛的連接范圍。在有一顆紐扣電池供電的情況下，CC1310無線MCU的超高靈敏度和極強共存性能夠?qū)⒏采w范圍從單座建筑拓展至超過20公里的城市，實現(xiàn)了更遠(yuǎn)的連接范圍。同時能為樓宇和工廠自動化、警報與安全、智能電網(wǎng)及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供長達20年的電池使用壽命。對于無線MCU能否會成為主流，吳健鴻則認(rèn)為，無線應(yīng)用一定會越來越廣，但不會替代有線部分。

“在工業(yè)應(yīng)用市場里，不論是模擬還是嵌入式系統(tǒng)，TI都會不斷的創(chuàng)新，并且在工業(yè)應(yīng)用里面都會提供參考設(shè)計，致力于幫助客戶做一個好的工業(yè)應(yīng)用的發(fā)展?！眳墙▲檹娬{(diào)。