借助飞思卡尔MCU和i.MX处理器畅享智能新生活

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生活在多媒体时代
       
        曾几何时，我们印象中的嵌入式系统就是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都在使用嵌入式系统。只是彼时，嵌入式系统似乎和多媒体应用以及多媒体人机交互还很远。
       
        技术的脚步总是让我们看到以前无法想象的应用出现，如今，我们已经生活在多媒体时代。嵌入式产品的多媒体应用让人们尽情享受科技之美，智能多媒体已处处可见。在智能交通中，道路上的网络摄像以便车辆导航、流量控制、信息监测；汽车服务方面，GPS让你及时调整行车路线，享受畅爽出行；在智能家居中，冰箱、空调等的网络化和智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间，即使你不在家里，也可以通过手机、平板电脑等无线通信设备，通过网络进行远程控制。你想要电视、平板电脑或者其他手持设备之间实现视频资源互连、共享？相信你已经有过使用体验了；如果你在外面逛街，手里的手机可以成为远程点菜器，帮你提前准备好美食；家庭智能管理系统中，水、电、煤气表的远程自动抄表、安全防火、防盗，专用控制芯片可以代替传统的人工检查，并实现更高准确度和更安全的性能。生活方面，相信网络相机、视频监控、视频电话、移动TV随处可见，带给我们便捷、安全和舒适的生活……我们已经越来越依赖视频人机交互。
       
        实现完美、安全的视频处理与人机交互，需要电子技术的有力支撑，比如MCU的控制和管理能力，比如多媒体应用处理器的内容处理能力。
        飞思卡尔半导体具有完善、广泛的MCU与多媒体处理器产品，可以为广泛的嵌入式产品实现安全可靠的人机视频交互提供强大支持。
       
        MCU在人机交互中的重要性
       
        想让人机交互无法工作或者失去控制吗？那就放弃MCU吧。当然我们不能真的这么做，而且，安全高效、低功耗的MCU还正是我们所追求的。由于人机交互终端通常不会与充电电源始终保持连接，因此，MCU对系统的功耗控制就尤为重要。不仅是MCU自身的功耗需要控制，正确选择MCU，还会使整个系统的能耗合理使用，从而延长使用时间。这一点，飞思卡尔的MCU已经为设计工程师解决了后顾之忧。
       
        完善的MCU产品提供更多选择
       
        飞思卡尔具有完善的8位、16位和32位MCU系列产品，广泛应用于工业、网络、能源、汽车、医疗、消费电子等众多领域。在实现人机交互与无线通信管理方面，这些MCU可以提供众多解决方案。
       
        比如在智能家居应用中，飞思卡尔在不断增加可用的、满足现实需求的MCU产品和方案，并在这个领域积累了很多经验。利用这些先进的产品系列，飞思卡尔提供更加智能和更具成本效益的解决方案，应用涵盖照明、HVAC、网络控制、楼宇接入、监控和安全、家居智能能源等。这些方案可以满足市场在环境、能源效率、可靠安全方面的需求。
       
        Kinetis E系列就是智能家居应用的选择之一。Kinetis E系列32位MCU是极具扩展能力的ARM Cortex-M0+ 内核MCU产品，该内核以其低功耗特性深获市场赞誉。Kinetis E系列具有强大的系统电磁抗噪能力 (过去只有8位和16位MCU具备同等级的能力) ，是白色家电 (如洗碗机、冰箱) 、工业应用、家庭和楼宇控制系统、电机控制风机、工业转换器，以及通常在高噪声环境中运行的其他应用的理想选择。Kinetis E系列有丰富的内存、外设和产品包可供选择。它们具有通用的外设和引脚数量，使开发人员能够轻松实现相同MCU系列内或多个MCU系列间的迁移，以利用更多存储器或特性集成。这种可扩展性使开发人员能够在Kinetis E系列上实现其终端产品平台的标准化，最大程度地提高硬件和软件的再利用，并缩短产品上市所需的时间。
       
        Kinetis E系列电源管理模块（PMC）提供三种电源模式：运行、等待和停止模式，可以在保障能源效率的情况下运行。内置看门狗和可编程CRC模块、每芯片64位唯一识别码（ID）可提供更高的安全性。
       
        Kinetis L系列器件也是飞思卡尔极具特色的MCU产品，其低功耗特性、卓越的能效特性同样可以提供完美的人机交互控制与管理。有了这个系列的MCU，即使是能耗要求非常严苛的应用，设计者也不用因功耗限制的问题而拘泥于只能使用8位和16位MCU。Kinetis L提供多种灵活的超低功耗模式，适合不同的应用情况，最大限度延长电池使用寿命；而其节能架构利用多种技术优化功耗，包括90nm薄膜存储(TFS)技术、时钟和电源门控技术，以及带有位处理引擎(BME)、外围交叉桥(Crossbar)和零等待闪存控制器的高效平台等。此外，节能外设使得深度睡眠模式下具有智能外设功能，可在不唤醒内核的情况下进行智能决策并处理数据。同时，该系列具有优化的动态和停止电流并提供出色的处理性能，而且还提供多种片上闪存密度以及丰富的模拟模块、连接功能和HMI外设供选择。
       
        举个例子，由于飞思卡尔Kinetis L系列的超低功耗、高效率、兼容性强、带显示、支持射频，能够防止篡改，价格低廉等特点，使之成为包括流量表之内的四表应用的理想选择。
         

       

       
        一款采用飞思卡尔基于Kinetis L系列MCU的流量表产品框图

       
       
        多媒体处理器推动智能终端应用
       
        i.MX系列应用处理器是飞思卡尔2001年推出的。据统计，在过去的12年内，该系列产品的出货量已突破1.5亿颗，是飞思卡尔历史上最成功的记录之一。多年来，这个基于ARM的处理器产品线推动着数以千计客户的技术创新，在多个嵌入式市场推出了大量成功的终端产品。i.MX应用处理器产品线还被汽车行业的客户广泛使用。目前，全球十大汽车整车厂商中已有八家的高级驾驶员信息系统平台采用了i.MX处理器。
       
        i.MX处理器作为最灵活的多媒体和显示器应用平台，可以实现功耗、性能与集成的最佳平衡，从而推动下一代智能设备的发展。i.MX解决方案包括基于ARM9、ARM11和ARM Cortex-A8与ARM Cortex-A9核心技术的各种处理器，可用以支持迅速增长的消费电子、汽车和工业市场、数据连接、医疗保健、网络等各种应用。这些解决方案将产品的交互性带入全新的境界。
       
        最早期的i.MXS应用处理器采用ARM920T内核，是面向.NET Micro Framework应用的解决方案，这些应用包括远程控制、家庭自动化系统、零售终端、HMI(人机界面)面板和其他对设备体积要求较高的设备。
       
        到了i.MX25系列，飞思卡尔扩展了飞思卡尔的ARM9产品组合，重点面向工业控制和常规嵌入式市场，集成了许多新特性。其高达400 MHz的运行频率、低功耗和多种连接选择可以满足工业控制和常规嵌入式产品不断增长的需求，同时使客户可以减少其系统的总体物料成本。
       
        i.MX27多媒体应用处理器则将专用的硬件视频加速器和一个高速ARM926EJ-S内核以智能的方式集成在一起，既实现了高性能，又保持了低功耗运行。i.MX27和i.MX27L处理器都具有一系列连接选择和可靠的安全性。i.MX27处理器的丰富特性使其成为IP视频和IP语音(V2IP)无绳电话和移动电话、智能遥控器、销售终端、控制设备、中低端PND和许多其他无线应用的理想选择。
       
        i.MX28系列多媒体应用处理器面向工业控制和消费电子应用，在基于ARM9的器件中集成了无与伦比的显示、电源管理和连接特性，降低了成本敏感型应用的系统成本和复杂性。i.MX28具有优化的性能和功耗，非常适合无风扇系统或由电池供电的便携式设备。另外，带有触摸屏功能的LCD控制器使设计人员能够设计出许多应用需要的有创意的、直观的用户界面。也有面向汽车应用的i.MX28系列产品。
       
        经过i.MX31处理器（基于ARM11处理器内核）、i.MX35、i.MX37、i.MX50（基于ARM Cortex-A8内核）、i.MX51、i.MX53等系列多媒体处理器的持续演进，飞思卡尔的多媒体处理器在市场上备受美誉。之后，飞思卡尔再接再厉，又重磅推出i.MX6系列。
       
         i.MX 6系列是基于ARM Cortex-A9架构，包括单核、双核和四核在内的高扩展性多核系列应用处理器平台，促进了消费电子、工业和汽车车载娱乐系统等新一代应用的发展。通过与ARM Cortex-A9架构的高效处理能力、前沿性的2D与3D图形以及高清晰视频功能实现一流水平的集成，i.MX 6系列可以提供令人瞩目的多媒体性能，以支持超越现有界限的下一代用户体验。使i.MX单核、双核和四核产品获得备受赞赏的可扩展性的一个原因是PF系列电源管理IC。通过与i.MX 6平台简化的电源要求相结合，PF系列能够提供各种应用所需的所有电压域，显著降低了物料成本并简化了系统设计。
       
         i.MX6系列的单核、双核和四核实施方案实现了硬件可扩展，软件和引脚完全兼容，有利于工程师更快速的开发出具备差异化的产品。i.MX 6四核系列通过提供运行速度达到1.2GHz的四个ARM Cortex-A9的内核，并结合集成的3D图形单元和1080p编码/解码视频引擎，同时提供了电源管理功能以支持350mW的1080p视频回放，从而解决了多核处理器无法在电池供电场景下的应用。新一代平台可以提供全新等级的多媒体性能和超强的稳定性，十分适用于众多工业智能设备。
       

       

       
        i.MX6系列芯片比较

       
        一个i.MX处理器的例子是，在家庭能源管理系统中，通常需要提供综合用户界面和广泛连接功能。飞思卡尔具有多种基于业界领先Power Architecture和ARM处理器的解决方案，非常适用于这种应用，系统方案示例见下图。其中灰色部分为MPU（微处理器）的框图，采用了飞思卡尔通信处理器、电源管理器件、无线收发器、图形处理器等广泛的产品线，如MPC8308、MC13224、S08QE、I.MX233、I.MX6S等,飞思卡尔的解决方案使智能家居中的各个点都可以通过一个集中的点连接和控制，实现高能效和能源优化。
         

       

       
        基于飞思卡尔广泛产品线的家庭能源管理系统示例

       
       
        在以上众多i.MX处理器的成功基础上，飞思卡尔还将在未来发布多款新型i.MX应用处理器。
       
        完善的生态环境
       
        飞思卡尔的i.MX产品不仅取得了良好的业界口碑，也获得了广泛的第三方开发工具的支持。如Mentor Graphics (GUI)，ThunderSoftware (系统集成)，Archermind (系统集成)，Bitland和Malata (ODM)，Richitechie和Aigo (交钥匙解决方案)等。通过广泛开展同业内的合作，飞思卡尔及其合作伙伴形成并完善了产业价值链，并且致力于为客户提供最有力的支持。
         
        更多关于飞思卡尔公司的内容请参照：飞思卡尔技术社区