高性能MCU的五大特性 助你轻松应对挑战！

自动化工厂和智能汽车的进一步发展需要先进的联网、实时处理、边缘分析和更先进的电机控制拓扑。随着这些功能的加入，对高性能微控制器(MCU)的需求迅速增加，需要超越传统MCU，提供类似处理器的功能。本文将介绍高性能Sitara AM2x MCU的五大特性，帮助设计工程师克服当前和未来的系统挑战。

1.获得更强大的性能

近年来，单片机在存储器尺寸、模拟功能集成和低功耗方面取得了很大进展。然而，在许多应用中，快速处理大量实时控制和传感器数据的能力同样重要。在一个自动化工厂中，可编程逻辑控制器(PLC)和机器人电机控制系统的处理要求已经从每核大约100兆赫兹增加到400兆赫兹以上，并且可能在未来三到五年内达到1千兆赫兹以上。

在一些应用场景中，MCU也需要更高的性能来满足处理要求，包括：

增加工业通信，因为机器和中央数据系统需要通过各种协议共享大量数据。

预测性维护和工厂平稳运行的边缘分析。

通过提高每个MCU核心的时钟速度，将多个MCU核心集成在同一个芯片上，Sitara AM2x MCU可以满足更高的性能要求。AM2434有四个内核，每个内核运行在800MHz。与传统单片机相比，AM2434可以实现工厂车间更快更复杂的数据处理、更低的延迟控制和高速通信。例如，更快、更平稳地控制机械臂可以提高操作安全性、生产率、质量和吞吐量。

2.改进实时处理和分析

随着现代工厂自动化程度的提高，对实时数据分析和控制的需求也越来越大。许多传统系统通过多个MCU处理这些不同的功能。高性能MCU，尤其是多核架构的MCU，通过在单个设备上执行数据处理和实时控制功能，可以实现更多的系统集成。

Sitara AM2x MCU集成了快速数据采集功能和精密实时控制外设，实现数据的高速输入和处理。想象一下，单个单片机控制机械臂的电机，集成音频、电流和位置传感接口，提高机器人与人合作的安全性，所有这些都是在没有其他单片机辅助的情况下实现的。或者单片机集成音频输入和语音识别分类，可以提高建筑安全系统的边缘智能。通过在单个芯片上实现多种处理能力，高性能MCU不仅可以使工业系统变得更智能，而且更经济、更易于设计。

3.简化设计，实现软件复用

单片机的定义特点包括简单的系统设计和软件开发。即使MCU的性能和集成度变得与处理器更加相似，但Sitara AM2x MCU对易于使用的硬件和软件的期望也不会改变。

有了Sitara AM2x MCU，工程师可以继续获得以下体验：

简单的软件开发环境和工具(如基于实时操作系统的软件)支持跨平台复用，从而减少开发时间和成本。

高效的实时任务管理和更简单的电源管理架构可以实现更具成本效益的电源管理解决方案。

由于集成了随机存取存储器(RAM)，优化了速度和低延迟。

实时传感和响应应用(如可编程逻辑控制器)必须处理时间限制，以确保安全和连续运行。这意味着系统需要在最坏的情况下设计。提供易于使用的软件可以帮助您快速有效地设计这样的系统。

4.通过内存的灵活性优化系统成本

传统单片机有板载非易失性存储器，如闪存。然而，从自动化工厂到自动驾驶的应用程序对数据处理的需求不断增加，给内存的可扩展性带来了困难。此外，更快的CPU带来两个问题：

系统性能完全取决于闪存的速度和性能，尤其是当系统需要读写实时数据时。

受限于目前可以支持非易失性存储器的处理技术，比如16nm。

MCU设计工程师可以受益于外部非易失性存储器架构的灵活性。有了Sitara AM2x MCU，可以在不更换MCU或重新设计电路板的情况下，满足日益增长的内存需求，从而实现更灵活的设计，降低开发成本。AM2x设备的大板载RAM和简单的软件架构解决了外部内存的延迟和性能问题。

5.提高系统效率

传统单片机以低功耗著称。随着应用转向高性能单片机，降低功耗仍然非常重要。电源效率体现在设计师非常重视的两个方面：

每瓦性能(主动功耗效率):散热超过2W至3W通常会导致传统MCU系统的成本、重量和占用空间等问题，尤其是那些需要主动冷却措施的系统(如散热器和风扇)。因此，性能的提高不能伴随着功耗的成比例增加。高性能的Sitara AM2x MCU可支持5000 DMIPS/w以上。

低功耗(断电)模式：MCU通常在低占空比环境下运行。由于高性能MCU采用先进的工艺节点设计，其漏电流影响高于传统MCU。设计人员需要在电源门控技术和低功耗模式方面进行创新，例如睡眠、深度睡眠、关机、仅实时时钟和I/O唤醒。

结束语

高性能MCU使处理器级计算性能更加可用，这将为设计人员和客户系统打开新的机会。随着应用的不断演进，设计工程师充分发挥高性能MCU在其系统中的潜力，MCU创新者、产品设计者和消费者都将体验到高性能MCU带来的好处。