|
下载本文. pdf格式 This file type includes high resolution graphics and schematics when applicable. |
Digital signal processing brings DSPs (digital signal processors) to mind. The DSP algorithms need I/O so they tend to be surrounded by analog-to-digital converters (ADCs) and digital-to-analog converters (DACs). Microcontrollers often handle DSP chores and often include DSP instructions. Microcontrollers also have ADCs and DACs on-chip.
The trend in microcontrollers is to allow peripherals to operate when the processor is in one or more sleep modes. This reduces power requirements as the peripheral controller uses much less than the processing core or cores. Many sensor or data-logging applications can use significantly less power if the processor only runs when sufficient data has been obtained.
自从其成立以来,微控制器就支持了这种减速方案,但是这种方法通常非常简单。例如,在达到阈值时,通常将比较器用于检查误差条件。这类似于数字输入,该数字输入可以在开关关闭时唤醒处理器。两者都非常有用,但非常有限。
更健壮的平台使ADC在唤醒处理器之前可以捕获数据,甚至可以将某些数据链接到DMA控制器,从而将信息保存在内存中而无需提醒处理器。后者通常发生一旦有指定数量的样本可用。同样,对于DAC,可以将DMA和计时器组合在一起以随着时间的推移提供模拟输出。
许多最新的微控制器都可以将周围设备链接在一起以实施更复杂的操作。它们允许另一个设备的输出由另一个设备而不是处理器使用。处理器通常参与链末端的配置和处理数据。
这些组合通常是使用常规外围设备进行的,它们之间有其他联系。赛普拉斯半导体的PSOC系列实际上有可配置的数字和模拟外围设备. This provides flexibility similar to FPGAs, but with simpler, albeit more limited, configuration.
PSOC往往是微控制器体系结构中的例外,但是更大功能的趋势很明显。将更聪明或灵活的外围设备纳入微控制器。Microchip的PIC16F18877合并了一个具有集成计算支持的10位ADC(图。1)。计算支持可以处理诸如积累和平均以及在硬件中进行低通滤波器计算之类的琐事。此支持是从微芯片的核心独立外围设备(CIPS)的补充,该外围设备提供了外围物之间的联系。
这些类型的功能可以为物联网(IoT)应用提供大量的节能,在这些应用程序(IoT)应用程序中,低功率和较长的电池寿命很重要。通常,所使用的传感器需要持续监视,但只需要以不经常间隔在处理器上运行的应用程序进行分析或通信。附加的智能使IoT平台更强大,但是由于处理器大部分时间都是空闲的,因此使用了很少的功率。同样,这种方法可用于围绕功能较小的处理器构建物联网解决方案,因为硬件在模拟数据方面正在进行繁重的工作。
High-End Solutions
Low-end systems are not the only place where peripherals are gaining more intelligence. Texas Instruments’ 66AK2L06 Keystone family has a software-configurable digital front end (DFE) that can often replace an FPGA (图2)。芯片上的Keystone系统平台(SOC)平台针对需要数字下转换(DDC)和数字上转换(DUC)的高性能系统。DFE还具有可编程的FIR过滤器。
These types of high-end solutions are often delivered to provide more power efficient implementations that are running continuously rather than the normally off IoT solutions. Implementations like Keystone offload the processor while eliminating the need for hardware-based processing implemented in an FPGA or a higher-performance processor to handle the data processing chores.
将算法转移到硬件一直是改善性能,降低成本并最大程度地减少功率要求的成功方法。这可能会在信号处理空间中继续。