TI에 왜 너무 많은 마이크로 컨트롤러가 있습니까?

그룹과 함께 프로젝트를 진행하고 있으며 프로젝트의 디지털 부분을 담당하므로 코드를 작성합니다. 아날로그에서 디지털로 가려면 마이크로 컨트롤러를 선택해야합니다.

TI 마이크로 컨트롤러를보고 있었는데 너무 많았습니다. 그들은 가지고있다 :

• 스텔라리스

• 헤라클레스

• MSP430 시리즈

• 그리고 목록은 계속 진행됩니다 ..

내 질문 :

• 어떤 마이크로 컨트롤러를 사용하고 왜 사용합니까?

• 어떤 조건에서 Y 대신 마이크로 컨트롤러 X를 사용해야합니까?

• 왜 서로 다른 마이크로 컨트롤러가 그렇게 많은가?

저는 MCU 개발 그룹에서 일하는 TI 직원이지만 TI의 공식 진술은 아닙니다. 특히, 이것은 로드맵 또는 우선 순위에 대한 공식적인 진술이 아닙니다. 또한 마케팅에 참여하지 않기 때문에 마케팅 자료와 상충되는 경우에는 정확하며 잘못되었습니다. :-)

MD의 대답은 정확하지만 더 자세한 내용이 도움이 될 것이라고 생각했습니다. TI는 요구 사항이 다른 여러 응용 프로그램을 대상으로합니다. MCU 소켓을 놓고 경쟁 할 때 ( 그리고이 산업에서 많은 경쟁이 있을 경우 ) 기능과 가격이 중요합니다. 10 %의 비용 차이로 소켓이이기거나 잃을 수 있습니다. 비용의 주요 동인 중 하나는 다이 크기입니다. 따라서 다른 제품군과 해당 제품군 내에 서로 다른 제품군을 갖는 것이 합리적입니다. 제품 라인은 주로 주변 장치 유형과 아키텍처가 다르지만 라인 제품의 제품군은 주로 비용과 기능 집합이 다릅니다.

제품 라인에 대한 세부 정보는 다음과 같습니다.

• 허큘리스는 TMS470 / TMS570 라인의 연속입니다. 안전과 성능에 중점을 둡니다. Hercules의 주요 기능 중 하나는 동일한 코드를 병렬로 실행하는 이중 CPU입니다 ( "잠금 단계"). 이를 통해 CPU 자체의 결함을 즉시 감지 할 수 있습니다. 최신 제품에 대한 성능 정보는 이 데이터 시트 를 확인하십시오 . Cortex-R5F CPU는> 300 MHz에서 실행되며 고급 기능을 갖춘 많은 주변 장치가 있습니다. 예를 들어 CAN 모듈에는 64 개의 사서함이 있습니다. 분명히,이 물건은 싸지 않습니다. 그러나 제세 동기, 인공 호흡기, 엘리베이터, 인슐린 펌프 등의 응용 분야를 살펴보십시오. 고객이 안전을 위해 기꺼이 지불하는 곳입니다. Hercules는 또한 더 넓은 온도 범위와 더 긴 작동 수명을 가진 자동차 제품에 사용됩니다.
• C2000의 초점은 제어 알고리즘 지원에 있습니다. C28x "CPU"는 실제로 DSP이며 명령어 세트는 삼각법 및 복소수와 같은 것을 처리하도록 확장되었습니다. CPU와 독립적으로 제어 알고리즘을 실행할 수있는 CLA (Control Law Accelerator)라는 별도의 작업 기반 프로세서도 있습니다. ADC 및 PWM도 많은 타이밍 옵션을 지원합니다. 성능은 미드 레인지 ( 피콜로 )에서 하이 엔드 ( 듀얼 코어 델피노 ) 까지 다양 합니다. 여기서 가장 큰 응용 분야는 전력 변환기, 전력선 통신, 산업용 드라이브 및 모터 제어입니다.
• MSP430은 저전력에 관한 것입니다. 그들은이 일부 제품을 플래시보다 적은 전력을 사용, 심지어 사용 FRAM (강유전체 비 휘발성 메모리), 즉 하나의 0.9V (하나 개의 배터리)의 오프 실행합니다. LCD 및 정전 식 터치 감지와 같은 것을 지원하기 위해 일반적이지 않은 주변 장치가 있습니다. 데이터 시트를 살펴보면 원격 센서, 연기 경보 및 스마트 미터와 같은 응용 프로그램을 볼 수 있습니다.
• 무선 MCU 그룹에 대해 잘 모르지만 무선 연결에는 특별한 요구 사항이 있습니다. 소비자 가전 및 사물 인터넷에 응용 프로그램을 갖춘 Cortex-M 및 MSP430 CPU가있는 것 같습니다. IoT는 한동안 큰 유행어 였으므로 이것이 주요 목표 중 하나라고 생각합니다. 그들의 최신 (?) 제품 은 "Internet-on-a-chip ™ 솔루션"으로 설명됩니다. 최신 정보: 동료 TIer justinrjy는 무선 / 연결 MCU에 대한 자세한 정보를 다음과 같이 언급했습니다. " '무선 MCU'제품은 무선 프로토콜의 드라이버 / 스택을 실행하는 프로세서 코어를 갖는 것으로 구별됩니다. 예를 들어 CC26xx는 전체 BLE 스택을 실행합니다. 프로세서 자체가 Cortex-M4에서 WiFi 드라이버를 모두 실행한다는 점을 제외하고 CC3200과 동일하지만 통합 코어 및 드라이버는 실제로 트랜시버 대신 '무선 MCU'를 만드는 요소입니다. "

보시다시피,이 제품군은 요구 사항이 매우 다른 매우 다양한 응용 프로그램을 대상으로합니다. 300MHz Hercules 칩을 배터리 구동 장치에 넣는 것은 재앙이 될 수 있지만 MSP430을 에어백에 넣을 수 있습니다. 물리적 크기도 중요 할 수 있습니다. 337 핀 BGA 패키지는 소형 센서에 적합하지 않지만 산업 장비에는 적합하지 않습니다.

제품군에는 여러 제품군이 있습니다. C2000 Delfino 장치는 더 빠르고 주변 장치가 더 많으며 패키지에 더 많은 핀이 있습니다. 또한 피콜로 장치보다 적어도 두 배의 비용이들 수 있습니다. 어느 것이 필요합니까? 응용 프로그램에 따라 다릅니다. MSP430에는 전력 소비와 성능의 균형을 유지하는 제품과 저전력에만 중점을 둔 제품이 있습니다. (단일 배터리 MCU는 4MHz 및 2kB의 RAM에서 최대가됩니다.)

새로운 제품은 항상 개발되기 때문에 각 제품군에는 많은 제품이 있습니다. 트랜지스터는 더 작거나 저렴하므로 칩에 더 많은 물건을 넣을 수 있습니다. 오늘날 미드 레인지 MCU는 10 년 전 최고급이었습니다. 각 제품은 일반적으로 몇 가지 특정 응용 프로그램을 대상으로하며 가능한 경우 다른 응용 프로그램을 지원합니다.

마지막으로, 각 제품에는 여러 가지 변형이 있습니다 (부품 번호의 마지막 숫자). 이들은 일반적으로 사용 가능한 주변 장치에 따라 메모리 용량이 다르고 (어쩌면) 약간의 변형이 있습니다. 이 역시 가격 범위를 제공하는 것입니다.

짧은 버전은 각 제품마다 가격, 성능 및 기능이 서로 다른 균형을 제공한다는 것입니다. 오래된 시장 세분화입니다. 우리의 고객은 최종 사용자보다 작은 가격 차이에 대해 훨씬 더 관심이있는 제조업체 입니다. 사람들은 우리가 가진 모든 부품 번호를 구입하므로 수요가 분명히 있습니다. :-)

업데이트 : Jeremy는 대규모 고객의 요구 사항이 설계 프로세스에 어떻게 영향을 미치는지, 맞춤형 MCU를 만들지 여부를 물었습니다. 한 대의 자동차 고객을 위해 만들어진 여러 개의 TMS470 / 570 MCU를 보았습니다. 이 그룹에는 또한 하나의 고객이 설계하고 한 고객을 위해 설계된 MCU가 두 대있었습니다. 그 중 적어도 하나에서 고객은 대부분의 RTL을 작성했습니다. NDA의 엄격한 규제를 받고 있으므로 자세한 내용을 알려 드릴 수 없습니다.

일반 시장 제품은 일반적으로 하나 이상의 큰 고객을 염두에두고 있습니다. 때때로 큰 고객은 특별한 부품 번호를 얻습니다. 때로는 큰 소켓을 얻기 위해 주변 장치를 추가하기도합니다. 그러나 일반적으로 큰 고객은 기능면에서 천장보다 바닥에 가깝다고 생각합니다.

맞춤형 부품의 극단적 인 예는 고 신뢰성 그룹입니다. 나는이 사람들에 대한 이야기를 들었을뿐 아니라 기존 제품을 가져와 고온, 방사선, 당신을 쏘는 사람들 등 극한 조건에서 작동하도록 개조합니다. 온도가 200C에 도달 할 수 있습니다. ( 이것은 아마도 $ 400 / 칩에 Arrow에 재고가 있습니다!) 그들은 웹 사이트에 나열된 많은 표준 제품을 가지고 있지만, 내가 들었던 것에서부터 소량으로 주문할 수 있습니다-당신은 칩당 5 만 달러 이상을 기꺼이 지불하려는 경우 원하는 칩의 12 가지 HiRel 버전을 구입할 수 있습니다. :-)

경험상, 충분한 돈을 쓰면 사업의 모든 것을 협상 할 수 있습니다.

MSP430은 TI가 개발 한 코어입니다. 16 비트 코어이며 극히 낮은 전력으로 판매되었습니다. 16 비트 MCU 시장은 Arm Cortex-M0의 확산으로 빠르게 증발하기 때문에 Cortex 코어를 기반으로하는 최신 MSP430이 있습니다. 구형 MPS430은 현재 8 비트 소켓을 놓고 경쟁하고 있습니다.

Tiva로 이름이 바뀐 Stellaris는 이전 Luminary Micro MCU입니다. 이 회사는 6 ~ 7 년 전에 TI에 인수되었습니다. 이것들은 Cortex-M3 / M4 기반 장치였습니다. 대부분의 상황에서 MSP430보다 성능이 뛰어나고 강력합니다.

C2000 (Piccolo / Delfino 등)은 실시간 제어 (모터 제어, 전력 변환 / 조절 등)를 목표로합니다. 이 제품군에는 하위 DSP 기능도 있습니다. 산업 및 일부 자동차 (몇몇 자동차 인증 TI MCU 중 하나)에 더 많이 타겟팅했습니다.

헤라클레스는 안전에 중점을 둡니다. 중복성, 런타임 오류 검사, BIST, 많은 감시 기능. 안전이 중요한 응용 분야.

일부 기능 및 / 또는 틈새 기능 (예 : 통합 무선, 듀얼 코어, FRAM 등)이 혼합 된 다른 부품도 있습니다. 그리고 더 유능한 DSP와 마이크로 프로세서도 제공됩니다.

당신의 신청은 무엇입니까? 음량? 개발 일정? 어떤 주변 장치 / 자원이 필요합니까? 어느 정도의 처리 능력이 필요합니까? MCU의 낮은 성능의 아날로그 주변 장치를 사용하거나 모든 신호 경로 처리를 외부 / 이산 적으로 처리 할 수 ​​있습니까? 특정 시스템 / 애플리케이션에 대한 프로세서 / 컨트롤러를 선택하는 데는 여러 가지 요인이 있습니다.

Microchip은 모든 패키지 변형을 포함하여 Digi-Key에 4,000 개가 넘는 완벽한 마이크로 컨트롤러 제품군을 보유한 또 다른 회사입니다. TI와 마찬가지로 색 영역을 8 비트에서 32 비트로 확장합니다.

~2700  8-bitters: from 384 bytes Flash and 16 bytes RAM to 128 KB Flash and 4 KB RAM 
~1000 16-bitters: from 4 KB Flash and 256 bytes RAM to 1 MB Flash and 96 KB RAM
 ~500 32-bitters: from 16 KB Flash and 4 KB bytes RAM to 2 MB Flash and 512 KB RAM

가장 작은 것은 KB가 아닌 바이트 단위로 지정됩니다.

단일 수량으로 35 ¢ ~ $ 13.36의 가격이 책정됩니다. 가장 저렴한 가격의 제품이 20 ¢ 미만으로 대량으로 공급 될 수 있다고 생각합니다. 테스트되지 않은 제품의 경우 10 ¢ 일 수도 있습니다 (고객이 제조업체 대신 승인 테스트를 수행하는 경우). 가장 저렴한 32 비트 ARM은 76 ¢에서 단일 수량의 두 배입니다. 대용량 제품의 경우 큰 차이가 있습니다. PIC10F200은의 가장 저렴한 μC이다 모두 거의 15,000 그 Digi-Key는.

또한 Microchip은 이전 µC (아래의 제품 선택기에서 "성숙한 제품"으로 표시됨)의 재고를 유지하는 것으로도 유명하며 이는 또 다른 고려 사항입니다.

그 모든 것을 이해하는 방법? 제품 선택기를 사용하십시오. Digi-Key, Mouser 및 기타 유통 업체는 상당히 우수한 제품을 제공하지만 모든 매개 변수를 포함하지는 않습니다 (Digi-Key의 µC 제품 선택기는 20 미만, 아래 표는 50 이상). 마이크로 칩 (그리고 다른 제조업체들)은 아래에있는 것과 같이 더 광범위한 것을 가지고 있습니다. 거의 모든 매개 변수의 범위를 지정할 수 있습니다.

이제 Microchip의 Atmel 인수를 통해 어떤 일이 발생하는지 보는 것이 흥미로울 것입니다. 일부 라인에는 약간의 중복이있는 것 같습니다.

TI가 제공하는 제품 (여기서 이미 답변 된 내용)에 대해 자세히 설명하지 않고 사양이 필요하다는 점을 강조하고 싶습니다. 그것들이 없다면, 그것들을 식별하는 것이 당신의 임무라고 가정하십시오. 새로 온 사람에게는 다소 압도적이지만 프로젝트에서 발생할 수있는 몇 가지 사양을 살펴 보겠습니다.

• MCU는 무엇을합니까? CPU 시간에 의해 제한됩니까? 부동 소수점과 같은 "특수 처리"를 하시겠습니까? 필요한 CPU 코어 및 클럭 속도가 결정됩니다.

• 아니면 배터리 수명에 제약이 있습니까? 그렇다면; 마이크로 컨트롤러가 제공해야하는 대기 모드, 웨이크 업 대기 시간, 웨이크 업 소스, 디지털 및 아날로그 용 전압 레일 (예 : 배터리에서 직접 전원을 공급하는 경우) 등을 조사해야합니다. 또한 모든 I / O에 유의하십시오. 시스템에서도. 수면 중에 50nA를 소비하는 훌륭한 마이크로 컨트롤러를 사용할 수 있지만 LDO 또는 EEPROM이 10uA 대기를 소비하는 경우 무시할 수 있습니다.

• 어떤 패키지를 사용해야합니까? 핀 수와 기술은 무엇입니까? 당신은 얼마나 많은 공간을 가지고 있습니까, 당신은 무엇을 모을 수 있습니까?

• 얼마나 많은 코드를 작성 하시겠습니까? 얼마나 많은 RAM / FLASH가 필요한지 알고 있습니까? devboard에 대한 실습 경험이 도움이 될 수 있습니다.

• 어떤 인터페이스 당신은 당신의 시스템 설계에 사용할 필요합니까, 그리고 어떻게 당신이 그들을 사용 하시겠습니까? 기본 시작점 :

1) 속도 제한 (예 : 3MBaud에서 USART를 실행해야 함)

2) 포트 수 제한 (예 : 5 USART 필요)

3) 처리량 제한 (예 : USART와 2Mbps의 데이터를 전송하려면 DMA가 필요함)

4) 시스템에서 발생할 수있는 "이벤트"및 충족해야하는 대기 시간을 관찰하십시오. 예를 들어 장치의 경고 핀을 폴링하거나 외부 인터럽트 핀이 필요합니까?

"하단"또는 "하단"을 설계하더라도 문제가 될 수 있습니다. "하향식"을 설계하면이 시점에서 시스템 설계가 당연한 것으로 생각한 16 개의 USART가있는 마이크로 컨트롤러가 없다는 것을 알 수 있습니다.

OTOH "bottom up"을 설계하면 알고 있고 친숙한 마이크로 컨트롤러를 선택할 수 있지만 적절한 양의 I / O가없고 작동하는 데 "접착제 칩"이 필요하다는 것을 알 수 있습니다.

만약에; 공급 업체의 제안에 익숙해 지십시오. 모든 희망 사항을 파라 메트릭 검색에 입력하고 0 개의 결과를 얻을 때 제약 조건이 어디에 있는지 아는 것이 좋습니다.

• 다른 특별한 제약이 있습니까? 말한 바와 같이; 일부 마이크로 컨트롤러에는 전원 관리 (고해상도 PWM 모듈) 또는 안전 (중복성, 결정 성 워치 독 및 리셋 사이클 등)을위한 매우 특정한 주변 장치가 있습니다.

디자인에서 병목 현상을 식별하고이를 해결하는 것이 항상 좋습니다. 개발 보드는 CPU 시간, 메모리 요구 사항 및 마이크로 컨트롤러가 가질 수있는 "질식"측면에서 코드를 테스트하기위한 "실습"환경이 될 수 있습니다.