【分析】嵌入式中的MCU是什么?

  嵌入式系统在开发的时候是会运用到很多的因素的，在开发一个程序的时候要考虑的事情也是很多的。有的时候要按照实际需求和市场的需求来开发做选择的时候嵌入式的中的MCU就会给到大家答案，那么嵌入式中的MCU是什么呢?

　　单片机(MCU)为客户提供充分的灵活性，可通过软件算法、密钥和证书存储以及数据的加密/解密提高其平台的安全性。在最基本的层面上，MCU可以使用软件算法来执行对称加密，从而实现安全通信。随着用户变得越来越复杂，并且希望使其连接的系统更安全，他们可以使用Microchip的CEC1702或SAM D51/E54等MCU，这些MCU现已包括用于公钥加密的非对称硬件加速器、用于认证和反克隆的哈希算法以及用于加密和解密数据的椭圆曲线。集成到MCU中的硬件加密加速器的运行速度远快于软件中运行的算法，有助于减小总体代码长度。

　　MCU的功能和优势是什么呢?

　　有功功率

　　与使用CMOS技术制造的所有集成器件一样，MCU仅在其逻辑门改变状态时消耗功率。现代MCU中CMOS门的数量意味着功耗可能会变得很大，特别是在高时钟速率下。因此，有源功耗是近年来大多数设备制造商关注的关键数字和面积。

　　大多数MCU将努力在有功功耗和处理性能之间取得平衡。即使相同的内核位于器件的核心，该参数也可能因MCU供应商的设计专业知识而有很大差异。

　　性能

　　了解性能指标非常重要，特别是在查阅数据表时，因为规格经常在“理想”(或更不适合)的操作条件下报告。要提供高性能和低有功功率是困难的，同样，一个领域MCU供应商可以区分他们的产品。仔细比较数据表性能规格，并向MCU供应商询问结果背后的实际运行条件。

　　响应

　　保持有功功率低的一种方法是降低工作频率，这不可避免地并且很自然地导致睡眠模式。任何MCU都可以进入消耗最少有功和静态功耗的模式，但总是通过时钟和功率门控来实现，即将时钟或功率移到MCU的特定区域。在不适当考虑目标应用的要求的情况下使用该技术的惩罚可能导致MCU在需要时恢复其职责的速度很慢。从深度睡眠模式快速唤醒是MCU供应商中一个激烈争议的参数。

　　能源效率

　　如果降低响应性是使用睡眠模式的惩罚，则益处是较低的能量消耗。在这里，趋势是已经有一段时间并且实施一系列睡眠模式，为正确的操作条件提供适当的效率水平。降低功耗和快速唤醒的休眠模式应该补充深度睡眠模式，在应用需要时，即使以更长的唤醒时间为代价，也能将功耗降至最低。超低功耗有源和睡眠模式的组合以及非常快的唤醒时间定义了MCU的能效。

　　能源效率由功耗随时间变化定义，即最低有效和睡眠模式能量加上最快的唤醒时间。

　　外设

　　MCU设计的最新发展是在外围子系统中实现更高的智能，允许各种外设自动运行。除了为应用程序开发带来新的维度之外，自主外设的最重要的好处是它们允许内核更长时间保持(深度)睡眠模式。自动外围设备无需定期从深度节能睡眠模式中出现以检查事件，而是能够注册事件并决定是否需要核心干预。如果您的应用需要出色的能效，请务必选择具有支持自主外设操作的架构的MCU。

　　情报

　　自治不需要以单个事件结束; 一些MCU现在实现了允许多个外设进行互操作的系统，从而在唤醒CPU内核之前解析更复杂的条件或一系列相互依赖的事件。MCU供应商对该功能的支持要少得多，但可以在特定应用中提供显着优势，特别是那些由电池供电且需要检测不频繁事件或条件的应用，例如环境变化(湿度，烟雾和二氧化碳)或入侵。

　　接口

　　一些供应商提供的MCU能够直接和智能地连接到更广泛的信号。MCU本质上是数字的，但通常具有高水平的混合信号能力，例如集成模拟到数字和数字到模拟转换器。然而，由于我们生活的世界本质上仍然是模拟的，因此越来越需要为模拟信号提供更大的支持，特别是那些来自传感器的模拟信号。物联网(IoT)将由先进的传感器启用，这些传感器将包含很小的模拟信号。能够直接连接到小型电容式，电感式或电阻式传感器，并在唤醒CPU之前智能地解析信号，这无疑将成为面向物联网设计的常见用例。

　　软件

　　虽然如前所述，ARM Cortex系列拥有强大且不断发展的软件提供商生态系统，但终端应用程序仍需要专用的应用程序代码。软件开发现在被认为是工程资源的最大单一消费者，因此在选择合适的MCU时，考虑生态系统和MCU供应商提供的软件支持水平和工具质量非常重要。MCU供应商仍然必须提供强大且用户友好的软件开发工具。即使IDE由首选合作伙伴提供，也必然会有特定差异化功能所需的支持元素。寻找能够提供非常全面的开发生态系统的MCU供应商，旨在简化设计过程。

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