（二）功耗最佳MCU產(chǎn)品和解決方案

　　飛思卡爾Kinetis L系列MCU產(chǎn)品簡介

　　飛思卡爾Kinetis L系列MCU是最佳功耗MCU產(chǎn)品代表。飛思卡爾Kinetis L系列的推出，為擁有8位和16位傳統(tǒng)架構(gòu)的用戶向32位平臺遷移提供了良機(jī)，并為日常設(shè)備帶來額外的智能，但不會增加功耗、成本或體積。小家電、游戲配件、便攜式醫(yī)療系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、智能電表、照明和電源控制等應(yīng)用現(xiàn)在可利用32位技術(shù)的能力及可擴(kuò)展性來擴(kuò)展到未來產(chǎn)品線，但價格和功耗均與8位和16位產(chǎn)品相當(dāng)。8 位和16位架構(gòu)的開發(fā)已經(jīng)走到了盡頭，那些架構(gòu)無法滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求。 Kinetis L系列MCU兼?zhèn)涓吣苄?、低價格、易于開發(fā)和小巧性以及Kinetis 32位產(chǎn)品組合的增強(qiáng)性能、外設(shè)、支持工具和可擴(kuò)展性，是互連應(yīng)用的理想選擇。

　　Kinetis L系列節(jié)能外設(shè)即使在MCU處于深度睡眠模式時也能維護(hù)正常功能，因此可實現(xiàn)少消耗多工作。在傳統(tǒng)的MCU中，必須激活主時鐘和處理器內(nèi)核才能執(zhí)行任務(wù)，即使是執(zhí)行瑣碎的任務(wù)，如發(fā)送或接收數(shù)據(jù)、捕捉或生成波形或模擬信號采樣時也是如此。Kinetis L系列外設(shè)不用牽涉內(nèi)核或主要系統(tǒng)就能執(zhí)行這些功能，因而大大降低能耗、延長電池壽命。Kinetis L系列采用飛思卡爾屢獲殊榮的創(chuàng)新閃存技術(shù)，提供業(yè)界最低功耗的閃存部署。這樣，通過建立納米級硅島而不是采用連續(xù)膠片來存儲電荷，可提高閃存對數(shù)據(jù)丟失主要因素的防護(hù)，從而改進(jìn)了基于硅的傳統(tǒng)電荷存儲方式。Kinetis L系列MCU產(chǎn)品如下圖所示：

　　
圖 Kinetis L系列產(chǎn)品

　　Kinetis L系列產(chǎn)品采用ARM今年3月最新推出的Cortex-M0+內(nèi)核，直接瞄準(zhǔn)目前的8位/16位市場。ARM Cortex-M0+處理器的能耗大約是現(xiàn)有任何8位或16位處理器的三分之一，但性能卻提高了2到40倍，其CoreMark/MHz值為1.77CoreMark/MHz，工作電壓為1.71V～3.3V，靜態(tài)功耗為深度睡眠模式僅耗電150nA，支持4.6μS快速啟動的睡眠模式僅耗電1.4μA。動態(tài)功耗為50μA～84μA/MHz。Kinetis L系列主要應(yīng)用領(lǐng)域包括電腦附件、消費(fèi)類電子、樓宇控制、煙感、辦公設(shè)備、驗鈔機(jī)等。

　　飛思卡爾可擴(kuò)展Kinetis之ZigBee? 智慧能源無線解決方案

　　由于Kinetis L系列解決方案，飛思卡爾官方網(wǎng)站暫未公布，所以以下無線解決方案是基于飛思卡爾Kinetis KW20無線微控制器系列的解決方案。該解決方案也滿足低功耗、高性能的條件。當(dāng)然Kinetis L系列相應(yīng)的解決方案在功耗上的效果就會更加突出了。（如果大家有相關(guān)的方案，也可以提交到電子發(fā)燒友網(wǎng)站。）

　　Freescale發(fā)布了首個ARM? Cortex?-M4處理器在智能能源、智能電表和大樓控制等應(yīng)用的無線解決方案，進(jìn)一步擴(kuò)充了Kinetis微控制器 （MCU） 產(chǎn)品組合。Freescale新一代Kinetis無線解決方案在ZigBee?平臺上提供高性能及安全性，設(shè)計者可以根據(jù)他們的特定應(yīng)用來優(yōu)化解決方案。

　
　圖 飛思卡爾可擴(kuò)展Kinetis之ZigBee?平臺智慧能源無線解決方案模塊

　　Freescale設(shè)計Kinetis KW20無線微控制器系列的目的是應(yīng)對未來ZigBee智能能源和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議規(guī)范所帶來的不斷增長的處理和內(nèi)存要求。 Kinetis KW20無線微控制器整合了一個ARM Cortex-M4處理器與MC1323/4 RF收發(fā)器搭配形成一個強(qiáng)大的功能集，提供了一個可靠、安全且低功耗的ZigBee平臺。工程師們可以選擇KW20 MCU的單芯片解決方案，也可以選擇將RF收發(fā)器和相對應(yīng)的Kinetis MCU結(jié)合在一起，靈活地根據(jù)特定的應(yīng)用需求定制。Kinetis KW20無線微控制器原理框圖如下圖所示：

　　
圖 Kinetis KW20無線微控制器原理框圖

　　Kinetis KW20無線微控制器提供高性能，滿足智能能源應(yīng)用的內(nèi)存和安全需求，同時為設(shè)計師帶來了最大程度的靈活性。Kinetis系列產(chǎn)品融入了ZigBee連接功能后，可以讓用戶的系統(tǒng)永不過時，同時獲得更高的無線性能和額外的安全性。

　　Freescale的KW20無線MCU和MC13233/4 RF收發(fā)器通過低功耗和增加回路預(yù)算提供先進(jìn)的RF性能。收發(fā)器是天線型分集收發(fā)器，可以增強(qiáng)RF可靠性，特別是在出現(xiàn)干擾的情況下。KW20無線MCU和MC13233/4 RF收發(fā)器的設(shè)計可以降低傳輸和接收功率，其低功耗運(yùn)行模式可以優(yōu)化能源的利用。MC1323/4 RF收發(fā)器原理框圖如下圖所示：

　　
圖 MC1323/4 RF收發(fā)器原理框圖

　　KW20無線MCU和MC13233/4 RF收發(fā)器具有獨(dú)特的特性，提供雙重個人局域網(wǎng)（PAN）支持，能夠使用同一組件和兩個ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線通信。此外，F(xiàn)reescale在組件中內(nèi)含高端處理器中罕見的高級安全功能，滿足客戶對更先進(jìn)的加密方法、密鑰、安全內(nèi)存及篡改偵查功能的需求。安全閃存保護(hù)代碼和數(shù)據(jù)免遭非法入侵和修改，篡改偵查可以偵察到擦除事件，還可以異步擦除安全RAM并產(chǎn)生中斷，使組件可以采取其他行動，包括系統(tǒng)重啟。MMCAU（內(nèi)存映像的加密加速單元）支持一套專門的操作來增強(qiáng)加密和解密操作的吞吐量以及消息摘要功能。自Freescale發(fā)布第一個32位ZigBee平臺選擇了IAR Systems的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）直到現(xiàn)在，IAR System能夠?qū)崿F(xiàn)最有效的程序優(yōu)化。

　　BeeKit 研發(fā)平臺：無論開發(fā)者選擇單芯片Kinetis KW20無線MCU解決方案，還是使用帶有MC13233/4 RF收發(fā)器的多芯片解決方案，他們可以享用Kinetis MCU產(chǎn)品組合工具和軟件。ZigBee協(xié)議軟件已整合到Kinetis開發(fā)工具中，可以進(jìn)一步加速開發(fā)時間。支持包括BeeKit無線連接工具箱，基于Eclipse?的CodeWarrior 集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。Freescale MQX軟件解決方案，和Tower System模塊開發(fā)平臺，可以快速提供原型產(chǎn)品。我們廣闊的ARM生態(tài)系統(tǒng)還可以提供第三方開發(fā)支持，包括IAR的IDE。BeeKit 研發(fā)平臺原理框圖如下圖所示：

　　
圖 BeeKit 研發(fā)平臺原理框圖