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TI深耕工控市場 以FRAM MCU創造優勢

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TI行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪表示,TI的通用型MCU產品未來都將採用FRAM。DIGITIMES

工業領域近幾年開始走向智慧化,吸引了多數科技業者投入,不過此一領域對於效能與穩定度,都有別於一般消費性產品,因此要能達到工規需求並不容易,MCU作為這兩類系統中的重要處理單元,除了穩定度與效能外,在功耗、即時、連結性方面也會有進一步要求,TI行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪表示,TI投入工業領域已久,過去早已有完整的MCU產品布局,而憑藉過去在此深耕的技術經驗,在市場快速啟動後,將可提供更高品質的對應產品。

TI在工業領域的主力產品包括FRAM(鐵電隨機存取記憶體)MCU、DSP、無線IC等三大部分,透過這三大產品線,打造出完整的生態系統,而在全球IC廠商中,只有TI同時擁有FRAM與MCU技術,未來其產品策略也將持續朝FRAM MCU方向走。

會有此策略的原因在於,相較於採用其他記憶體的MCU,FRAM MCU在資料穩定性、讀寫次數、低功耗與設計彈性上都遠較現行的其他記憶體技術更佳。在資料穩定性方面,由於FRAM為非揮發性記憶體,其運作方式是將電能轉換為磁位元,不會因失去電源導致資料遺失,在追求穩定性的工業系統中,只要不覆蓋,資料就可持續保存在元件中。FRAM MCU第二個好處是讀寫次數,一般快閃記憶體只有1萬~10萬次,FRAM則是10的15次方,已達1千兆次,幾乎等於無限次,使用壽命極長,因此即便是需要不斷重複讀寫的大型工控系統,FRAM MCU也能輕易勝任。

第三個優點在於FRAM為磁性儲存,因此採用FRAM MCU不需要透過電荷泵(charge pump)的高電壓作為資料的抹除與更新,其寫入的電壓相對較低,低電壓除了讓功耗同步降低外,資料盜拷也不容易。最後則是FRAM也可同時扮演EEPROM、快閃記憶體、SRAM角色,因此工程師以FRAM MCU為核心開發系統時,不必先行配置記憶體的區塊用途,開發中有需求出現時再行規劃調配,此一特色讓工程師在分配資源時更具彈性。

TI發展FRAM MCU已有多年,其產品線已相當完整,從0.5KB到256KB均有對應產品,主要應用則為對功耗需求較敏感的感測器節點,而感測器與MCU的整合已成為業界的未來發展重點,因此接下來TI也將推出整合兩者的系統單晶片(SoC),此一類型產品適用於各種低功耗、高穩定度的系統。詹勳琪以應用於工控系統的MSP430FR25系列產品為例指出,這款FRAM MCU產品整合了電容元件,除了可透過FRAM MCU處理與儲存資料外,其電容偵測可取代過去的人機介面上的按鍵,以觸控方式操作機台,提升其工作效率。

另一款產品則是MSP430FR6047 SoC超音波雷達,這一產品也是以FRAM MCU為基礎,另外再加入超音波元件,主要應用於對低功耗與長生命週期的各類型智慧錶類,開發人員可利用完整的波形捕捉功能,與類比轉數位轉換器(ADC)的訊號處理,為流量計增加更多智慧功能。這種技術的精密度相當高,在流速低於1公升/小時的情況下也可達25皮秒。此外MSP430FR6047元件可將水錶系統元件數量減少50%,功耗降低25%,水錶在沒有電池充電的情況下可運行超過10年以上,透過此一類型不同專業領域的設計應用,創造出市場差異。

除了特定領域專用的MCU產品之外,泛用型部分也一直是TI MCU的主要方向,這類型MCU的設計中,除了常用功能外,TI也積極擴展其易用性,以2018年剛推出的MSP430FR235為例,一般MCU的操作溫度上限多為75℃~85℃,此款產品則一舉將之提升到工規等級的105℃,讓工程師在設計時不必另外考量系統的可運作溫度限制,另外此一產品也加入smart analog combos,內含ADC、DAC、比較器...等,內部元件可以工程師需求自行設定選用。

詹勳琪指出,近年來智慧化成為製造業的重要趨勢,然而智慧化必須根基於穩定的自動化技術,TI長年深耕工業控制與MCU兩大領域,提供工業系統穩定、低功耗且高效能產品,除此之外,在DSP與無線模組方面,TI也是業界指標級廠商,透過相關產品布局形成的完整生態系統,成為工業系統最有力的技術後盾。

 

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