自動化工廠和智能汽車的進一步發展需要高級聯網、實時處理、邊緣分析和更先進的電機控制拓撲。這些功能的加入使得對高性能微控制器 (MCU) 的需求快速增長，這種微控制器需要超越傳統MCU并提供類似處理器的功能。本文將介紹高性能Sitara? AM2x MCU幫助設計工程師克服當前和未來系統挑戰的五大特性，如圖1所示。
圖1：Sitara AM2x高性能MCU的優勢
實現(xian)更強大的(de)性能
MCU最近在內存大小、模擬功能集成和低功耗方面取得了不少進步。但在很多應用中，快速處理大量實時控制和傳感器數據的能力同樣重要。在自動化工廠中，可編程邏輯控制器(PLC)和機器人電機控制系統的處理要求已從每個內核大約100MHz增加到400MHz以上，并可能在未來三到五年內達到1GHz以上。
在一些應用場景中，MCU還需要更(geng)高的性能來滿足處理需求，包括：
· 日益增(zeng)加(jia)的(de)工業通(tong)信(xin)，因為機器和中央(yang)數據(ju)系統需要通(tong)過各(ge)種(zhong)協議共享大量(liang)數據(ju)。
· 邊緣(yuan)分析以進行預(yu)測性(xing)維(wei)護，使工廠平穩(wen)運行。
通過提高每個MCU內核的時鐘速度以及在同一芯片上集成多個MCU內核，Sitara AM2x MCU可滿足更高的性能要求。AM2434有四個內核，每個內核以800MHz運行，與傳統MCU相比，它能夠在工(gong)廠車間(jian)實現(xian)更(geng)(geng)(geng)快且更(geng)(geng)(geng)復雜的數據處理、更(geng)(geng)(geng)低(di)的延遲控制以及高速通(tong)信。例如，更(geng)(geng)(geng)快、更(geng)(geng)(geng)順暢地(di)控制機械臂(bei)可以提(ti)高操(cao)作安全性、生產效率、質量(liang)和吞(tun)吐(tu)量(liang)。
如需了解更詳細內容，請閱讀白皮書借(jie)助 Sitara? AM2x MCU 革新實(shi)時控制、網(wang)絡和分(fen)析性能
提升實時處理(li)和分析
隨著現代工廠自動化程度的提高，對實時數據分析和控制的需求也在增加。很多傳統系統通過多個MCU來處理這些不同的功能。高性能MCU，尤其是具有多核架構的MCU，可以通過在(zai)單個設備(bei)上進行(xing)數據處(chu)理(li)和實時控制功能來實現更(geng)多系統(tong)集成。
Sitara AM2x MCU集成了快速數據采集功能和精確的實時控制外設，從而進行高速輸入和處理數據。想象一下，一個單獨的MCU控制機械臂的電機，還集成了音頻、電流和位置傳感接口，以提高機器人與人類協作的安全性，這一切都是在沒有其他MCU協助下實現的。或者集成音頻輸入及聲音識別和分類的MCU，可提高樓宇安全系統中的邊緣智能。通過在單個芯片上實現多種處理能力，高性能 MCU 不僅(jin)可(ke)以使工業系統更智能(neng)，而且(qie)更實惠且(qie)更易于(yu)設計。
簡化設計和實(shi)現軟件(jian)復用(yong)
MCU的定義特征包括簡單的系統設計和軟件開發。Sitara AM2x MCU對易于使用的軟硬件的期望不會改變，即使MCU性能和集成度變得與處理器更相似。
借助Sitara AM2x MCU，工程師可繼續獲得以下體(ti)驗：
· 簡單的(de)軟件(jian)(jian)開發環境和(he)工具(ju)（例如基于實時(shi)操作系(xi)統的(de)軟件(jian)(jian)），支持跨平臺重用，從而減少(shao)開發時(shi)間和(he)成本。
· 高效(xiao)的(de)(de)實時任務管理和更(geng)簡(jian)單的(de)(de)電源管理架(jia)構，可實現(xian)更(geng)具成(cheng)本效(xiao)益(yi)的(de)(de)電源管理解決方案。
· 經過優化的速度和低延遲功能，這得益于集成型隨機存取存儲器 (RAM)。
實時傳感和響應應用程序（例如PLC）必須處理時間限制(zhi)的(de)問題，以確保安(an)全(quan)和(he)連(lian)續運(yun)行(xing)。這意(yi)味著系統(tong)需(xu)要針對最壞情(qing)形(xing)下所需(xu)的(de)時間進(jin)行(xing)設計。提供易于使用的(de)軟件可幫助(zhu)您快速有(you)效地設計此類系統(tong)。
通過存儲器的靈活(huo)性優化系統(tong)成本
傳統MCU具有板載非易失性存(cun)儲器，例(li)如閃存(cun)。但是，從自(zi)動(dong)化工廠到自(zi)動(dong)駕駛等應用中不斷增(zeng)加的數據處(chu)理需求給存(cun)儲器的可擴展(zhan)性帶來(lai)了難題。此(ci)外，更快的中央處(chu)理器帶來(lai)了兩個難題：
· 系統性能(neng)完全依賴閃存(cun)速度(du)和性能(neng)，尤其(qi)是在系統需要(yao)進(jin)行實時數據讀寫的情況下。
· 受限于當前可以支持非易失性存儲器的處理工藝，例如16nm。
基于外部非易失性存儲器架構的靈活性，MCU設計工程師可以從中受益。借助Sitara AM2x MCU，您無需更改MCU或重新設計電路板，就能滿足不斷增長的存儲器需求，從而實現更靈活的設計并降低開發成本。AM2x器件的大型板載RAM和(he)簡單的(de)軟件架(jia)構解決了(le)外(wai)部(bu)存儲(chu)器的(de)延遲(chi)和(he)性(xing)能問(wen)題。
提高系統功效(xiao)
傳統MCU以低功耗著稱，隨著應用轉向高性能MCU，降低功耗(hao)仍然至關重(zhong)要。電源(yuan)效率體現(xian)在設計師(shi)很重(zhong)視的兩個方面：
· 每瓦性能（有源功耗效率）。散熱超過2W至3W通常會導致傳統MCU系統在成本、重量和占用空間方面的問題，尤其是那些需要主動冷卻措施（如散熱器和風扇）的系統。因此，性能的提高不能與成比例的功耗增加相伴。高性能Sitara AM2x MCU可支持超過5,000 DMIPS/W的性能。
· 低功耗（關斷）模式。MCU通常在較低占空比的環境中運行，鑒于高性能MCU采用先進工藝節點設計，其漏電流影響高于傳統MCU。設計人員需要在電源門控技術和低功耗模式（如睡眠、深度睡眠、關機、僅實時時鐘和輸入/輸出喚醒）方(fang)面(mian)不(bu)斷創新。
結束語
高性能MCU讓處理器級別的計算性能更加可得，將為設計人員和客戶系統開啟新的機會。隨著應用的不斷演變和設計工程師在其系統中充分發揮高性能MCU的潛力，MCU創新者、產品設計人員和消費者都將體驗到高性能MCU所帶來的好處。