外部连接能力成为MCU新重点

记得数年前就有人预言: 没有联网的计算机算 不上计算机。如今这个预言已经兑现。嵌入式设备同样在朝着这个方向发展——没有连接能力的设备只是一个孤岛,几乎没有用场。不论是汽车电子,还是工业控制、医疗设备、计算机外设、智能大厦设施,联网能力都是普遍的要求。甚至移动中的手持设备都在强调连接能力,比如PDA要有无线连接能力,以收发邮件或其它数据。以后的媒体播放器要有无线下载视音频片段的功能。用于嵌入设备的新一代微控制器(MCU)开始将多种外部互连功能与MCU核心功能集成到一个芯片上,以满足网络化需求。与过去采用专门的外部网络接口芯片的方案相比,集成的方案显然更具成本效益。Freescale推出的新一代ColdFire MCU产品线针对不同应用场合集成了不同组合的网络连接功能,配合相应的计算与控制能力及内部资源,构成四条各具特色的新产品线。融合的趋势使得MCU也变得复杂和分化,除了控制能力,计算和处理能力也在相应地提高。MCU开始变得越来越不象MCU了,MCU与处理器的界线逐渐模糊起来。
　　Freescale的ColdFire MCU系列是传统的68K系列的替代产品。ColdFire继承了68K的内核技术,但增强了多媒体处理和外部连接能力。ColdFire在Freescale的MCU产品组群里,是中高档的产品系列,处于高档次的64位PowerPC处理器之下但在中端MCU+DSP混合型56F800系列和低端8位/16位HC(S)系列之上,用于中高端的复杂控制和网络化设备。Freescale的32位MCU产品市场开发经理Rudan Bettelheim先生说,网络连接能力对计算的要求较高,实时性也很强,需要处理多种驱动程序,比如一个协议栈通常有200KB的代码量,因此需要32位的处理能力。

MCF547x/MCF548x系列内部结构图

　　与过去一个8031单片机解决所有应用的情况相比,现在的MCU开始以不同的性能、功能和接口的组合满足不同应用的特定需求,从而降低系统开发难度和复杂度。Freescale在过去已推出十几个型号的32位MCU的基础上,又一次推出四个系列的新产品线,正体现MCU逐渐分化的大趋势：
　　MCF523x系列：该系列是为过去的MC68332产品(68K系列)的客户提供一个平滑升级的路径。该系列采用ColdFire的中端V2内核,该内核包括一个增强型加法乘法单元(eMAC),在150MHz时钟下运行速度为144MIPS,因此比MC68332具有更高的性能和网络支持能力。它们采用了增强型时序处理单元(eTPU,一种用于处理复杂时序和I/O任务的辅助处理器)和低成本密码加速技术,并集成了CAN和以太网接口,可用于需要连接能力的嵌入式工业控制和马达控制应用。
　　MCF527x 系列产品：该系列同样采用V2内核,是在MCF5272处理器和周边功能的基础上进一步增强了连接、保护和外围功能,比如增加了1 个10/100Mbps 以太网媒体存取控制(MAC)和硬件编码。该系列的着眼点在于低功耗和低成本,主要针对需要对档案管理、连接、数据缓冲处理、定制接口及信号处理进行控制和处理的成本敏感型应用,包括安防、影像处理、网络和游戏等市场。
　　MCF547x 和MCF548x系列：该系列是性能和集成度都达到最高水平的ColdFire产品,首次采用高性能V4e ColdFire 内核,含有存储器管理单元(MMU)、浮点单元(FPU)和eMAC功能,支持以太网、USB2.0、UART/USART/IrDA/MODEM、DMA(DSPI)以及I2C等大量标准接口。MCF547x系列的目标应用为POS机、网络存储、保安门禁系统等,MCF548x的目标应用为建筑与工厂自动化、过程控制等。
　　以上产品都同时整合了多种标准接口,如同时具备以太网、CAN接口和/或USB接口,MCF548x系列甚至具备双以太网和双CAN接口,从而能够同时连接多种网络,为网间连接提供了最大便利。