TI深耕工控市场 以FRAM MCU创造优势

2018/09/18 - 洪千惠

工业领域近几年开始走向智能化，吸引了多数科技业者投入，不过此一领域对于效能与稳定度，都有别于一般消费性产品，因此要能达到工规需求并不容易，MCU作为这两类系统中的重要处理单元，除了稳定度与效能外，在功耗、实时、连结性方面也会有进一步要求，TI行销与应用嵌入式系统总监詹勳琪表示，TI投入工业领域已久，过去早已有完整的MCU产品布局，而凭藉过去在此深耕的技术经验，在市场快速启动后，将可提供更高品质的对应产品。

TI在工业领域的主力产品包括FRAM(铁电随机存取存储器)MCU、DSP、无线IC等三大部分，透过这三大产品线，打造出完整的生态系统，而在全球IC厂商中，只有TI同时拥有FRAM与MCU技术，未来其产品策略也将持续朝FRAM MCU方向走。

会有此策略的原因在于，相较于采用其他存储器的MCU，FRAM MCU在数据稳定性、读写次数、低功耗与设计弹性上都远较现行的其他存储器技术更佳。在数据稳定性方面，由于FRAM为非挥发性存储器，其运作方式是将电能转换为磁位元，不会因失去电源导致数据遗失，在追求稳定性的工业系统中，只要不覆盖，数据就可持续保存在元件中。FRAM MCU第二个好处是读写次数，一般快闪存储器只有1万~10万次，FRAM则是10的15次方，已达1千万亿次，几乎等于无限次，使用寿命极长，因此即便是需要不断重复读写的大型工控系统，FRAM MCU也能轻易胜任。

第三个优点在于FRAM为磁性储存，因此采用FRAM MCU不需要透过电荷泵(charge pump)的高电压作为数据的抹除与更新，其写入的电压相对较低，低电压除了让功耗同步降低外，数据盗拷也不容易。最后则是FRAM也可同时扮演EEPROM、快闪存储器、SRAM角色，因此工程师以FRAM MCU为核心开发系统时，不必先行配置存储器的区块用途，开发中有需求出现时再行规划调配，此一特色让工程师在分配资源时更具弹性。

TI发展FRAM MCU已有多年，其产品线已相当完整，从0.5KB到256KB均有对应产品，主要应用则为对功耗需求较敏感的传感器节点，而传感器与MCU的整合已成为业界的未来发展重点，因此接下来TI也将推出整合两者的系统单芯片(SoC)，此一类型产品适用于各种低功耗、高稳定度的系统。詹勳琪以应用于工控系统的MSP430FR25系列产品为例指出，这款FRAM MCU产品整合了电容元件，除了可透过FRAM MCU处理与储存数据外，其电容侦测可取代过去的人机界面上的按键，以触控方式操作机台，提升其工作效率。

另一款产品则是MSP430FR6047 SoC超声波雷达，这一产品也是以FRAM MCU为基础，另外再加入超声波元件，主要应用于对低功耗与长生命周期的各类型智能表类，开发人员可利用完整的波形捕捉功能，与类比转数码转换器(ADC)的信号处理，为流量计增加更多智能功能。这种技术的精密度相当高，在流速低于1公升/小时的情况下也可达25皮秒。此外MSP430FR6047元件可将水表系统元件数量减少50%，功耗降低25%，水表在没有电池充电的情况下可运行超过10年以上，透过此一类型不同专业领域的设计应用，创造出市场差异。

除了特定领域专用的MCU产品之外，泛用型部分也一直是TI MCU的主要方向，这类型MCU的设计中，除了常用功能外，TI也积极扩展其易用性，以2018年刚推出的MSP430FR235为例，一般MCU的操作温度上限多为75℃~85℃，此款产品则一举将之提升到工规等级的105℃，让工程师在设计时不必另外考量系统的可运作温度限制，另外此一产品也加入smart analog combos，内含ADC、DAC、比较器...等，内部元件可以工程师需求自行设定选用。

詹勳琪指出，近年来智能化成为制造业的重要趋势，然而智能化必须根基于稳定的自动化技术，TI长年深耕工业控制与MCU两大领域，提供工业系统稳定、低功耗且高效能产品，除此之外，在DSP与无线模块方面，TI也是业界指标级厂商，透过相关产品布局形成的完整生态系统，成为工业系统最有力的技术后盾。


图说：TI行销与应用嵌入式系统总监詹勳琪表示，TI的通用型MCU产品未来都将采用FRAM。(摄影／DIGITIMES)