【導讀】2018年第一季度，TI針對工業和汽車領域先后推出一系列全新方案，讓客戶可以從感測、連接、處理及控制全方位進行產品升級，搭建從傳感器到云端的自主系統。TI半導體事業部中國區業務拓展總監吳健鴻從感知和測量、連接、處理及控制三個角度詳細介紹了應用需求和TI提供的解決方案。
以工業環境為例，大型工廠里會有很多工業機器人等全自動設備，需要實現和外部機器設備的連接。如果工廠里需要有人做控制，HMI觸摸按鍵或觸摸屏必不可少，也會有很多傳感器在不同的位置去搜集大量數據。這類應用需要有很多傳感連接和不同的功能控制。
吳健鴻表示，在感知和測量方面，TI最新的MSP430 MCU適合很多不同的傳感應用。例如TI去年推出了集成超聲波感應模擬前端的MSP430FR60470，能夠有效提高智能水表的精度并降低其能耗。而在工業和汽車領域，高度智能化單芯片毫米波傳感器產品組合AWR1x和IWR1x則支持76-81GHz，可以依據不斷變化的情況與條件進行動態調節。
新推出的MSP430FR2512和MSP430FR2522 MCU可為暴露于電磁干擾、油、水和油脂的應用提供經國際電工委員會（IEC）61000-4-6認證的電容式感應MCU解決方案。吳健鴻表示，這些新型MCU的功耗比競爭產品低五倍，特色在于支持接近感應和透過玻璃、塑料和金屬覆蓋層觸摸。很多工業應用環境比較苛刻，需要按鍵使用壽命超過五年、甚至十年，這種情況下金屬觸摸屏非常適合。很多工業領域的客戶邀請TI跟他們去配合開發金屬面板的觸摸，電梯樓層控制面板就是MSP430FR2512的成功應用之一。
TI的應用工程師講解了他們在embedded world大會上的展示。在龍頭一直沖水的情況下，采用MSP430FR2522 MCU的面板能夠確保零誤觸發，而用戶仍然可以與設備進行交互。這意味著對于可能會暴露在有水或潮濕環境中的大小型裝置、電動工具甚至藍牙型揚聲器而言，MSP430FR2522是絕佳的選擇。
圖1：采用MSP430FR2522 MCU的面板暴露在有水的環境仍能確保零誤觸發
在處理和控制方面，當客戶搜集很多數據之后，有可能需要在云端做一些運算。實時攻擊發生時，需要實時去做運算，同時很快去執行一些處理和控制。基于這個原因，有很多的算法都是需要在本地進行的。TI提供DSP及一些有帶DSP內核的MCU，如Sitara處理器，供客戶選用。
除此之外，TI還有一個帶DSP內核專門針對實時攻擊的C2000 Piccolo MCU F28004x。之所以現在很多控制領域都采用C2000平臺，是因為是基于DSP內核，還有一個速度很快的ATC轉換器，可以快速搜集數據。
F28004x功耗比以前的Piccolo設備降低60％；可選的片上DC/DC轉換器可將功耗降低70％，采用TI第四代高分辨率脈寬調制定時器技術采用先進的高頻開關技術，可有效提高效率和功率密度。除此之外，這一器件將輸入、輸出和內部資源相結合，可以靈活地支持控制和保護機制。它的新功能包括：嵌入式實時分析和診斷單元強化了調試功能，超高速串行接口提高了隔離范圍內的波特率，靈活的引導模式使開發人員能夠減少或消除引導模式引腳，非常適合很多成本比較敏感的電容攻擊或者電機攻擊。
談到連接，在工業領域有一些不同于消費領域的連接需求，TI有很完整的方案可以提供給客戶。無論是無線、有線的工業的通訊SimpleLink MCU平臺都能覆蓋。
日前，TI推出SimpleLink家族的第六代產品，這些新器件為Thread、Zigbee、Bluetooth 5和Sub-1 GHz提供業界領先的低功耗和同時運行多協議多頻段連接。據吳健鴻介紹，新一代產品的共同點是采用性能更高的ARM Cortex-M4內核，并有更大的Flash存儲空間。新型無線和主MCU在行業中持續實現最低功耗，在紐扣電池中使用壽命超過10年。值得一提的是，CC13x2和CC26x2無線MCU為以下加密協議提供新的安全硬件加速器：AES-128/256、SHA2-512、橢圓曲線加密（ECC）、RSA-2048和真隨機數生成器（TRNG），有效提升了無線連接的安全性。
在Embedded world大會上，TI的應用工程師也演示了基于SimpleLink MCU搭建的從傳感器到云端的整個系統。以家庭和樓宇自動化末端設備溫度控制為例，頂端節點是恒溫節點。改變恒溫器的設定值，例如調高到99，溫度節點以固定間隔將溫度報告回恒溫器。只要設定值高于報告溫度，系統就會加熱。如果設定值低于報告溫度，系統將會冷卻。另一節點表示遮光簾或自動百葉窗。如果百葉窗是敞開的，可以通過Wi-Fi網絡和邊界路由器從手機向遮光簾發出命令，將其關閉。
圖2：基于SimpleLink MCU搭建的從傳感器到云端的完整控制系統
工程師們熟悉的SimpleLink軟件開發工具包（SDK）也支持這些新產品，并通過100%的應用程序代碼重用為平臺擴展提供統一的框架，讓同時運行多協議和多頻段連接成為可能。
