專用MCU漸成熱點(diǎn)，芯?？萍汲掷m(xù)發(fā)力信號(hào)鏈MCU

信號(hào)鏈MCU源于芯?？萍级嗄陙?lái)在信號(hào)測(cè)量和控制領(lǐng)域的積累，芯?？萍糃EO盧國(guó)建指出AIoT設(shè)備采集原始數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度不夠，AI算法對(duì)信息精準(zhǔn)處理欠缺，這都會(huì)導(dǎo)致AIoT設(shè)備不夠"精準(zhǔn)"智能；以及跨多技術(shù)的AIoT方案開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，投入大，導(dǎo)致普及的速度慢，這是產(chǎn)業(yè)普遍的痛點(diǎn)。如果國(guó)產(chǎn)MCU集成了其他屬性比如高精度ADC、低漂移放大器、低漂移基準(zhǔn)，再配合通用MCU的開(kāi)發(fā)生態(tài)，它就變成在不同專用領(lǐng)域都很有優(yōu)勢(shì)的信號(hào)鏈MCU了，因?yàn)榧啥雀吡耍w功耗小了，也滿足未來(lái)硬件小型化一體化和快速開(kāi)發(fā)的需要。

圖3 芯?？萍夹盘?hào)鏈MCU專注信號(hào)處理

信號(hào)鏈?zhǔn)沁B接真實(shí)世界和數(shù)字世界的橋梁，任何一個(gè)電子設(shè)備都需要通過(guò)信號(hào)鏈將數(shù)字世界與真實(shí)世界聯(lián)系在一起。一個(gè)完整信號(hào)鏈的工作原理為：從傳感器探測(cè)到真實(shí)世界實(shí)際信號(hào)，如電磁波、聲音、圖像、溫度、光信號(hào)等并將這些自然信號(hào)轉(zhuǎn)化成模擬的電信號(hào)，通過(guò)放大器進(jìn)行放大，然后通過(guò)ADC把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)MCU或CPU及DSP等處理后，再經(jīng)由DAC還原為模擬信號(hào)。芯?？萍紦碛型暾男盘?hào)鏈芯片設(shè)計(jì)能力，核心技術(shù)為低速高精度的ADC技術(shù)及高可靠性MCU技術(shù)。

芯?？萍汲掷m(xù)發(fā)力信號(hào)鏈MCU

沿著這個(gè)方向，芯?？萍冀者€推出了集成雙ADC的信號(hào)鏈MCU CS32A039，可用于目前最熱門的額溫槍應(yīng)用，據(jù)芯海科技MCU產(chǎn)品經(jīng)理王偉介紹，CS32A039基于ARM Cortex-M0內(nèi)核，集成了5通道DMA、8KB SRAM、64KB Flash、CRC-32計(jì)算模塊和96位UNID，處理能力強(qiáng)，開(kāi)發(fā)者可以使用芯海科技32位通用MCU的開(kāi)發(fā)生態(tài)，以及網(wǎng)上海量的開(kāi)發(fā)資源，實(shí)現(xiàn)快速、靈活的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。

圖4 芯海MCU開(kāi)發(fā)生態(tài)

CS32A039采用雙ADC架構(gòu)：

一個(gè)高精度ADC信號(hào)鏈，包括多達(dá)5個(gè)輸入通道、零漂移全差分放大器、24位高精度ΣΔADC、和低溫漂基準(zhǔn)電壓等，只需極少的外圍器件，就以滿足高精度紅外測(cè)溫等高精度測(cè)溫的需求。

一個(gè)SAR-ADC信號(hào)鏈，包括10個(gè)輸入通道、12位SAR-ADC、溫度傳感器、電池電壓測(cè)量通道等，可同步測(cè)量環(huán)境溫度、電池電壓等參數(shù)。

圖5CS32A039功能框圖信號(hào)鏈MCU大顯身手

新冠疫情爆發(fā)，測(cè)溫產(chǎn)品額溫槍成為熱點(diǎn)中的熱點(diǎn)，大批企業(yè)扎堆進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，市場(chǎng)容量急劇爆發(fā)，需求量去年的1000多萬(wàn)暴漲到5000多萬(wàn)，不過(guò)，隨著大量廠商的涌入（據(jù)稱是深圳就有超過(guò)2000家額溫槍方案企業(yè)），額溫槍市場(chǎng)供應(yīng)也趨于逐步穩(wěn)定，額溫槍市場(chǎng)進(jìn)入下半場(chǎng)開(kāi)始自我淘汰，測(cè)量誤差大、穩(wěn)定性差、適應(yīng)性差的方案將逐漸被淘汰，高精度、高集成、適應(yīng)性好的方案開(kāi)始受到追捧，芯?？萍嫉募呻pADC的信號(hào)鏈MCU CS32A039的額溫槍方案一推出就受到了市場(chǎng)的歡迎。

額溫槍的測(cè)量誤差主要來(lái)源于放大器失調(diào)電壓溫漂、增益誤差溫漂、ADC測(cè)量誤差、及基準(zhǔn)的溫漂。零漂移放大器、高性能ADC和低漂移基準(zhǔn)是紅外測(cè)溫槍設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。CS32A039把上述功能集成在一個(gè)芯片內(nèi)，極大的簡(jiǎn)化了額溫槍的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測(cè)試。

圖6 芯海高集成高精度額溫槍方案

王偉表示除了紅外測(cè)溫客戶外，還有很多工業(yè)測(cè)量、教育設(shè)備等領(lǐng)域的方案商準(zhǔn)備用這款信號(hào)鏈MCU開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品?！靶竞Ｌ峁┝?a target="_blank">SDK、紅外測(cè)溫算法庫(kù)、開(kāi)發(fā)套件等完善的開(kāi)發(fā)環(huán)境，協(xié)助客戶的產(chǎn)品快速上市?！八麖?qiáng)調(diào)。

王偉強(qiáng)調(diào)，隨著疫情的變化，紅外測(cè)溫行業(yè)會(huì)發(fā)生變化，除了專用的額溫槍，還會(huì)產(chǎn)生很多新的產(chǎn)品形態(tài)，譬如：帶藍(lán)牙/Wi-Fi、支持掃碼、甚至能識(shí)別身份證的智能測(cè)溫設(shè)備，測(cè)溫會(huì)成為很多智能設(shè)備的標(biāo)配功能。CS32A039并非額溫槍專用SoC，而是更加通用的信號(hào)鏈MCU，除了紅外測(cè)溫及其它高精度測(cè)量，還可以通過(guò)其豐富的接口，擴(kuò)展藍(lán)牙、Wi-Fi、二維碼、身份證識(shí)別等多種功能，滿足紅外測(cè)溫行業(yè)的升級(jí)需求。

他還表示其實(shí)CS32A039的應(yīng)用遠(yuǎn)不限于額溫槍，在壓力測(cè)量、溫度測(cè)量等都可以用，理論上所有需要高精度ADC的領(lǐng)域都可以覆蓋，據(jù)悉，芯?？萍嫉腃S32A039還可以應(yīng)用到以下場(chǎng)景。

1、鉑電阻傳感器測(cè)溫電路，主要應(yīng)用場(chǎng)景是土壤、水、氣體測(cè)溫、工業(yè)測(cè)溫

2、K型熱電偶測(cè)溫，主要應(yīng)用場(chǎng)景是工業(yè)測(cè)溫

3、催化燃燒式氣體傳感器，主要應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的天然氣、液化氣、煤氣、烷類等可燃性氣體濃度檢測(cè)。

4、紅外熱電堆傳感器，主要應(yīng)用場(chǎng)景是醫(yī)用紅外額溫/耳溫槍、工業(yè)紅外測(cè)溫設(shè)備、安防、火災(zāi)明火檢測(cè)等。

5、壓力傳感器，主要應(yīng)用場(chǎng)景是氣體、液體壓力傳感器，壓力觸控，血壓計(jì)。

隨著AIOT的應(yīng)用走熱，精準(zhǔn)測(cè)量后實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，所以筆者認(rèn)為搭載高精度外設(shè)的信號(hào)鏈MCU大有可為。（完）