微控制器內(nèi)建16位ADC內(nèi)建模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）的微控制器（MCU）已經(jīng)在影像系統(tǒng)、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、科學(xué)儀表、無線基站和自動測試設(shè)備等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。這種器件的技術(shù)升級路線無外乎沿著兩個方向：一是選擇功能更強(qiáng)大的微處理器芯核,如ARM等32位微處理器架構(gòu);另一個方向就是提升內(nèi)部ADC的性能——在這個方面,SiliconLaboratories公司最近宣稱在技術(shù)上有所突破,他們推出的C8051F064系列器件據(jù)稱是業(yè)內(nèi)首款內(nèi)建16位ADC的MCU。C
微控制器內(nèi)建
16位
ADC內(nèi)建模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）的微控制器（
MCU）已經(jīng)在影像系統(tǒng)、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、科學(xué)
儀表、無線基站和自動測試設(shè)備等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。這種器件的技術(shù)升級路線無外乎沿著兩個方向：一是選擇功能更強(qiáng)大的微處理器芯核,如ARM等32位微處理器架構(gòu);另一個方向就是提升內(nèi)部ADC的性能——在這個方面,Sil
icon Laboratories公司最近宣稱在技術(shù)上有所突破,他們推出的
C8051F064系列器件據(jù)稱是業(yè)內(nèi)首款內(nèi)建16位ADC的MCU。
C8051F064器件用兩組獨(dú)立工作的16位/1Msps的ADC,加上主頻為25MHz的8051 CPU內(nèi)核構(gòu)成了一個適用與高速數(shù)據(jù)采集的微控制器架構(gòu)。Silicon Laboratories公司微控制器解決方案副總裁Derrell Coker分析說,以前為了實(shí)現(xiàn)這種“16位ADC+MCU”的功能,通常有兩種方法—— 一種是用一顆內(nèi)建
12位ADC的微控制器與一個離散放大器組成硬件平臺,然后通過優(yōu)化超取樣算法、噪聲重整算法、
濾波算法等軟件手段達(dá)到所需的性能要求,這種方案的成本在12~20美元;另一種是采用“微控制器+高速16位ADC”的雙芯片方案,大概需要16~30美元——而C8051F064器件的妙處就在于將高速ADC和控制功能在一個單芯片上實(shí)現(xiàn),這樣做最直接的好處就是將方案成本壓縮在了10美元以內(nèi)。
C8051F064用兩組16位ADC與一個8051內(nèi)核完成高速數(shù)據(jù)采集工作
Silicon Laboratories本身是一家模擬與混合信號IC公司,他們在
2003年通過收購Cygnal Integrated Products公司進(jìn)入8位MCU市場,這種背景決定了模擬性能的表現(xiàn)一定是公司產(chǎn)品主要的賣點(diǎn)。Derrell Coker將C8051F064與另一種采用獨(dú)立式16位/1Msps的ADC的雙芯片方案做比較,在積分非線形失真（
INL）方面C8051F064小于±0.75
LSB,而競爭性方案的指標(biāo)為±1.0LSB。而在功耗方面C8051F064的優(yōu)勢也很顯著,只有20mW,不足競爭性方案
115mW功耗的五分之一。值得一提的是,C8051F064信噪失真比（SINAD）為89
dB,也優(yōu)于普通16位ADC的98dB的典型值。
此外,C8051F064的其他性能還包括具有3組可編程比較器、內(nèi)建誤差小于2%的內(nèi)部振蕩器、包含兩組UART、SMBus和
SPI總線串行端口、最高為64KB的閃存,以及
DMA界面。
