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模拟与数字的智能集成解决棘手的嵌入式系统问题

上网日期: 2014年07月23日 ?? 作者: Colin Duggan,Denis Labrecque ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:智能集成? ARM微控制器? 模拟元件?

鉴于在性能、成本、功耗、尺寸、新功能和效率等方面宏大的提升目标,未来嵌入式系统的设计面临着复杂的挑战。不过,一种有望解决这些复杂问题的设计选项已开始崭露头角——即模拟元件与ARM微控制器内核的智能集成。这种方案与传统模拟集成的区别在于,新方案具有超高的性能,还经过了多种优化,以解决具体的系统级问题。虽然每个市场对这些提升领域的优选次序都有着自己的认识,但同时满足多个因素的要求实为众望所归,可以通过集成多个分立式元件来实现。从逻辑上讲,组合多个器件可以实现这些嵌入式系统目标中的一大部分,但只是简单地把多个分立式元件与一枚处理器集成到一个封装之中,这并非答案所在;解决方案要复杂得多,需要智能集成。

模拟与数字的智能集成

高性能模拟元件(放大器ADCDAC、基准电压源、温度传感器、无线收发器等)与ARM 32位处理器内核的智能集成,再加上正确的数字外设,这种方式可以实现分立式解决方案无法望尘莫及的目标。为了构造出最佳混合信号控制处理器,不但需要对整个系统有着深入的了解,需要知晓是否有正确的知识产权(IP)可用,同时还具备有关该知识产权的专业知识。毫无疑问,负责为这些集成器件制定功能要求的芯片设计师和系统工程师必须对最终应用需求有着充分的了解。这种领域知识至关重要,包括对电路板级要求的深入了解,包括尺寸、温度范围、制造考虑因素、功耗、成本和信号链中的配套元件。图1所示为智能集成器件中经常用到的模拟和数据IP模块。

模拟与数字的智能集成解决棘手的嵌入式系统问题(电子工程专辑)
图1.智能集成:针对目标应用而优化的模数组合式IP

有正确的知识产权可用,这是实现系统级目标的有力起点。这个起点是缩短混合信号控制处理器开发周期的必要条件。越来越多地,适用于具体应用的知识产权本身的获取/形成和实施需要由半导体制造商来协调。在此基础上,还需要对这些知识产权进行调整以满足两点具体要求。第

一点是基于主要目标应用的需求优化性能和运行,由此实现系统级效益的最大化。第二点是优化知识产权,使其与混合信号控制处理器中的其他补充性知识产权模块良好、方便兼容。

最后,在业务层需要有协调机会,将系统制造商与半导体制造商的专长和知识有机地结合起来,从而实现独特的优化设计。


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