微控制器是通過它們的性質(zhì)，通用設備，能夠處理各種各樣的控制任務。它們的發(fā)展已經(jīng)跟蹤了精干，成本低，但功能強大的設備的需求，因此他們現(xiàn)在能夠廣泛的終端產(chǎn)品。主要，靈活性，成本和性能的平衡他們的選擇對于應用的相對特定范圍，使制造商能夠跨越的變體組合提供最優(yōu)解。飛思卡爾，例如，提供了超過900多種不同的基于ARM的微控制器，這個數(shù)字可能會通過推出的ARM Cortex-M7內(nèi)核的進一步增加。雖然在一個家庭中每個范圍通常是優(yōu)化的，往往存在交叉的，他們處理應用方面，使最終用戶可以選擇最適合其特定要求的設備。但是，有時應用程序有這樣的特殊要求的設備制造商愿意并且能夠開發(fā)出具有專用于該應用程序的外設設備。雖然不通用，嚴格地說，它們通常基于標準 MCU內(nèi)核和外圍設備，這使得它們適于特定的應用，同時保留的靈活性程度。

　　集成聲卡

　　進展和成熟的工藝節(jié)點意味著它越來越可行瞄準大批量的應用特別是在整合優(yōu)化的功能旁邊通用外設。一個例子是音頻;一個特點，就是在很多設備越來越普遍。為了解決這個市場，唐科技公司開發(fā)的ISD9160，用于音頻記錄和再現(xiàn)一個單芯片解決方案。

　　圖1：新唐的ISD9160針對音頻錄制和回放應用。

　　基于ARM的Cortex-M0內(nèi)核，它的功能相當標準的外圍設備，如閃存和SRAM，定時器（包括看門狗和實時時鐘）和各種串行接口（UART，I2S，I2C，SPI / SSP），以及PWM調(diào)制器，一個模擬比較器和GPIO（圖1）。然而，真正使這與眾不同的是增加了一個差分D類放大器能夠提供的功率1 W至8？揚聲器，并通過Σ-ΔADC形成AFE和可編程增益放大器可以直接連接到一個麥克風。圖2顯示了可能在一個典型的應用進行配置。該ADC可以在采樣率高達6.144 MHz，這與可配置的抽取濾波器相結(jié)合，允許支持音頻采樣率從8 kHz至48 kHz的采樣運行。結(jié)果被傳遞到一個FIFO，其中存儲的最新的八個樣本。一個16樣本FIFO提供了輸入D類功率放大器，可驅(qū)動兩個差分引腳，從專用操作供電。

　　圖2：ISD9160的敬業(yè)和優(yōu)化的外設減少了外部元件需求。

　　該器件還具有麥克風偏置發(fā)生器，以提高錄音質(zhì)量，能夠提供高達1 mA的-60 dB的電源抑制;通常的麥克風將0.1 mA和0.5 mA的偏置電流之間需要，所以外部電阻可能是必要的。該ADC可以與在PGA中的輸入信號路徑和ISD9160的模擬多路復用器。

　　運動檢測

　　不變的是，一個MCU僅部分地被其硬件功能定義;軟件可以發(fā)揮在所有終端應用越來越重要的作用。 MCU制造商現(xiàn)在提供的庫和參考設計的形式，軟件開發(fā)的廣泛支持，以及整個通信協(xié)議棧。對于需要專門的算法的應用，軟件支持可能更難以直接提供，而是依靠服務提供者的生態(tài)系統(tǒng)。然而，還存在另一種方法。

　　圖3：基于自身eZ8 CPU的ZMOTION家族Zilog公司提供了一個優(yōu)化的PIR平臺。

　　直接在設備中嵌入特定應用的算法是不常見的，但它的確為開發(fā)者提供優(yōu)化的解決方案，’開箱即用’，而正是這種做法，Zilog公司已初步具備了 ZMOTION檢測與控制系列，其中包括Z8FS04 。基于所述Z8再來XP系列，它集成了eZ8芯連同一個Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器（圖3），其補充有一個被動紅外（PIR）發(fā)動機在固件常駐在片上Flash存儲器的形式。發(fā)動機占用4千字節(jié)的8K字節(jié)的存儲器（圖4），并通過一個API訪問，但是在正常操作期間在后臺自主運行。

　　特定應用的MCU瞄準新興應用

　　圖4：ZMOTION系列的嵌入式紅外引擎降低了研發(fā)工作的開發(fā)人員。

　　所述PIR傳感器的輸出直接連接到ADC通過一個專用的輸入，與所需（除非由PIR制造商指定）沒有額外的電路，并且該設備是能夠容納兩個傳感器。運動檢測算法需要不間斷地訪問ADC，但是可以手動暫停如果應用程序代碼需要使用ADC;所述PIR發(fā)動機的控制是通過API和專用寄存器管理。 Zilog公司也使得可以作為一個捆綁的設備，打包帶透鏡和紅外傳感器的分類。

　　聰明的能量

　　能源是一個應用領域正在迅速擴大，不僅包括智能電表，還測量和用能設備的控制。幾乎已插入什么都可以受益于能量管理技術，最大限度地減少消耗在不使用時，或者是使用在使用時提供的能量的量的明顯標志。立法是推動這一點，但一個普遍接受，我們都應該更多地了解我們自己的個人原因能耗意味著將各種設備的共同特征。物聯(lián)網(wǎng)將在很大程度上依賴于這種類型的數(shù)據(jù)，這將延長設備的控制，以超越我們眼前的周圍;控制照明，加熱或任何其他用能設備的能力，遠程承諾能控制的新時代。為了支持這些應用中，有源半已經(jīng)開發(fā)電源應用控制器（PAC）的產(chǎn)品，如PAC5210的組合;器件針對下一代智能能源設備，裝置和設備。

　　特定應用的MCU瞄準新興應用

　　圖5：針對智能能源應用中，PAC從技領半導體是基于行業(yè)標準的ARM Cortex-M0內(nèi)核。

　　所述PAC5210是ARM的Cortex-M0的MCU，集成了若干特定應用的功能，如圖5這包括多模式電源管理器（MMPM）和專用電源驅(qū)動器（ASPD），隨著一個可配置的模擬前端，PWM引擎與“平常”的串行接口。該MMPM包括多模式開關電源能夠以降壓，反激或升壓模式和多達四個線性穩(wěn)壓電壓下工作。該ASPD是一個通用的開漏驅(qū)動器，同時配置AFE包括差分和單端可編程增益放大器，使之適用于一些在智能能源領域的新興應用。

　　圖6：靈活和通用性，PAC5210集成了廣泛的功率控制功能。

　　結(jié)論

　　通用微控制器的可用性實現(xiàn)了廣泛的終端應用，但盡管他們的靈活性，但還存在著驚人的品種，從多個廠家。它似乎違反直覺來限制靈活性通過集成應用程序特定的功能，但在許多情況下，它可以證明極為有利。對于許多應用領域，優(yōu)化的解決方案的可用性，如這里所涉及，可為OEM廠商提供了一個寶貴的平臺，在其上添加自己的差異化功能;畢竟，沒有人愿意推倒重來。特定應用的微控制器，在本質(zhì)上，從無處不在的參考設計一個自然的過程，因為它允許開發(fā)人員能夠更快地進入市場與建立在成熟的技術解決方案。這種設備的增加的可用性很可能使新出現(xiàn)的應用程序和為最終用戶提供更大的選擇余地。