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微控制器及其协同芯片

来源:电子产品世界 / 作者:格雷姆 李奥?? 2005年11月16日 ?? 收藏0

?????? 如果构建嵌入式产品,你会非常熟悉它们的紧迫要求:更便宜、更小型、更低功耗,最后还有不可缺少的上市时间。 你能够用较少的元件使产品小型化。减少元件意味着占用较小的电路板面积,亦即降低生产成本。因此,既然在微控制器周围要使用一系列分立元件,为什么不只用一个元件来代替它们呢? 事实上,采用一个处理器协同芯片、或者系统管理芯片(根据不同供应商的名称)的概念并非新的想法。在这方面的一家先驱性供应商是加州的Wafer Scale Integration (WSI)公司,它开发出称为可编程系统器件,这是一种闪存基的用于支持微控制器的器件。这种器件是该公司的成功的(或者具有潜力的)产品,WSI 2000被意法微电子(STM)公司并购。

?????? 此后,协同(Companion)芯片市场变得不太活跃,但活动仍然继续进行。STM开发WSI的技术,例如,目前提供集成在它的8051微控制器芯片内的规模为16个宏单元的PLD。虽然,设计者可用PLD代替外部的粘接逻辑器件,但

PLD阵列亦可用来构成移位寄存器、计数器、键盘和控制屏接口、时钟分频器和握手迟延电路。 最近,Ramtron公司是进入该市场的新供应商,它在2003年底推出FM31X处理器协同芯片族。同时,Ramtron公司FRAM产品副总裁Mike Alwais说:处理器协同芯片为系统设计者提供最高集成度的系统管理解决方案,以支持实际上任何微控制器或微处理器基的设计。通过非易失性存储器的精心集成,协同芯片的全部特性都比分立元件有所改善,整个封装达到极低的材料成本和电路板占用面积。”

?????? 现在,Ramtron公司已利用FM32X产品来扩大在这方面的供货。这显然遇到来自Xicor公司的竞争,它已经生产主要针对嵌入式控制应用的系统管理器件五、六年了。Xicor在它的产品清单中增加X45620。X45620具有电压监视、复位、电压基准和看门狗定时器等功能,Xicor说该器件可替代约10~20个分立元件。由于STM采用闪存基的办法和Ramtron利用自己的FRAM技术,Xicor则使用EEPROM。 Xicor的高级现场应用工程师Jani Isoo认为EEPROM优点很多:“它是非易失性的,即在你上电时,数值就存在了。而且,它还具有可再编程的灵活性。”Isoo相信系统管理芯片具有广泛用途。“任何有微控制器的地方,你都需要某种监视器件用来监视电压或者照顾微控制器本身。如果功耗或空间是重要的问题,则设计师可选用一种这类器件,并且将几种功能集成在一起。”

?????? Ramtron有比较紧凑的生产线,而Xicor在产品清单中有更多元件。Isoo说“这是市场的驱动。例如,它们可提供不同的电压阀值或者看门狗有不同的数值。如果你再深入看一下就知道。它们都做同样的事情,只是参数有所不同。”

?????? 实际上,Xicor的办法是让设计师选择最适合应用的器件,Isoo说“最少应监视一条轨线和一种电压。在某种情况下,一个输出就足够使微控制器复位了。” 根据Alwais的意见,他认为处理器外围芯片曾有过兴旺的市场,自从WSI公司被并购后,市场开始变得不活跃。他说“集成方式在开发阶段发展良好,但是在批量生产时经济效益不够好。最终,集成产品会比它所替代的元件更便宜。”

?????? 业界的商业争论

?????? Alwais称,Ramtron去年在处理器协同芯片方面情况严峻,引起的原因是0.3μm制程的开发费用。这种工艺足够精细,可用于制造某些有经济效益的集成。Ramtron亦拥有广泛的用户基础,能够“从下而上”检讨它的开发计划。他继续说,“我们可用0.5mm工艺生产处理器协同芯片。这是一个价格问题。把所有有用的比特集成在一个太大的封装内缺乏吸引力。”

?????? 非常明显,处理器协同芯片是许多设计者需要解决的问题。Alwais说“从电路板提出许多要求,只要有可能,我们都试图使芯片更加通用。”他还认为Ramtron将开发一些更好的器件,但是,从覆盖最可能广泛的市场入手是最好的想法。


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