德州仪器（TI）在半导体行业有着70多年的悠久历史。在半导体行业70余载的跌宕起伏中，TI通过不懈的努力和创新，淀积了厚实的技术基础，同时对行业脉搏的也把握有着超凡的睿智。多年来，除了在通信、电源、DLP数字显示技术等领域引领潮流外，TI在微控制器领域也是行业的佼佼者，为整个MCU市场的活跃贡献了不小的力量。

在控制器领域，TI有着从低端到高端非常全面的解决方案。纵观TI微控制器产品版图，主要有MSP430系列、TMS470系列和TMS320C2000系列三大板块。

图1 TI从低端到高端完备的控制产品系列

MSP430：开创低成本、低功耗新革命

8位MCU主要面向的是低端应用，该领域厂商众多，竞争激烈，产品的价格也在不断下跌。而低功耗则是任何产品的共同发展趋势。无疑，低成本、低功耗将是制胜低端MCU市场的最关键因素。

MSP430是TI推出的面向传统8/16位MCU应用市场产品系列，该系列从器件最根本的架构上着手来降低成本和功耗。对此，TI MSP430产品亚洲市场开发经理陈维哲先生做出了详细的技术分析。

TI 10多年钱就开始研究怎样才能为通常由 8 位 MCU 支持的应用提供最佳架构。从架构上看，目前8位CPU实际上执行的是16位操作，因此性能会受到一定的影响，其中比较明显的就是寻址空间。因为寻找空间有限，在编写的程序涉及跳转、表格以及复杂的寻址计算时，8位MCU的效率就会相当低下。另外，在数据处理方面，大多数 MCU 均采用 10 位ADC 和 16 位定时器。如果要从 ADC 读取或处理信号，或者向定时器输出 PWM 数据时，为了实现简单的读写操作，不得不处理麻烦而混乱的多字节指令，这必然会影响程序空间与功耗。

如果从硅芯片尺寸方面来考虑成本问题的话，可以发现，在先进的 MCU 中， CPU 内核所占芯片面积的比例是非常小的（根据器件不同，平均占10%或更少）。占用大多数硅芯片面积的实际上是 ROM 和 RAM 存储器。不管位宽是多少，架构的代码效率越高，成本就越低。

因此，如果架构能处理较大的寻址空间，自身能够支持 10 至 16 位数据且单项功能所占 ROM 容量较小，那么它显然就在成本和功耗方面具有相当的优势。TI在深入研究了 4 位、8 位、16 位、20 位和 32 位的不同情况后，最终发现最佳的架构是 16 位架构，并将其命名为 MSP430。

MSP430 系列的专用领域是超低功耗电表与便携仪表应用，在效率上高于传统的MCU，并且以低功耗而闻名。在待机模式下耗电仅为0.8 A，RAM保持模式低至0.1 A，运行时为250 A/MIPS，仅需不到6 S时钟启动， 引脚漏电流不超过50nA。它非常适合于智能传感器、系统电源监控器、智能数据采集等应用。据介绍，MSP430能使钮扣电池的使用寿命长达近 10 年，可使电子电表、燃气表和水表等计量设备的电池使用寿命长达 20 年。MSP430的单价仅为 0.49 美元，最近TI又为其推出了售价20美元的超小型完整易用开发工具。相信MSP430将会开启低成本、低功耗计量、便携仪表应用领域的新一轮革命。

TMS470：看好汽车电子应用

目前，32位MCU市场正在进一步呈现出采用ARM架构的发展趋势。对于汽车电子、工业控制、医疗器械等高端应用而言，ARM架构因其具有高效的内核、低成本的开发工具、丰富的开放式源代码和专用材料资源等特点，在激烈的竞争中占据着相当的优势。32位MCU市场依然呈现出快速增长的势头。

TI的TMS470正是基于业界标准的ARM7架构的32位MCU，最初主要是为32/16位车载应用而开发的，也比较适合各种工业应用的通用器件，如医疗仪表、销售点终端以及通信网关等。

汽车产业仍然以稳定的速度增长着，随着消费者对汽车安全性、舒适性的要求增高，汽车中消费的MCU在不断增多，市场前景诱人。TI自然不会放过这块利好市场。TMS470系列产品能充分满足了大多数车载应用的需求，该产品已被用于HVAC、汽车底盘、车身控制、仪表和安全气囊等应用。据悉，TMS470已经占据了汽车底盘和刹车市场65％的市场份额和安全气囊市场40％的市场份额。

TMS320C2000：DSP与MCU的完美结合

MCU擅长信号控制，DSP则擅长复杂密集的信号处理。随着消费者对产品性能要求的逐渐提升，在高端应用领域，融合DSP处理内核的MCU将是未来的发展趋势。TI敏锐地把握到了这一行业趋势，推出TMS320C2000系列数字信号控制器来满足市场需求。

传统的MCU具有优化的控制内核，控制代码效率高，同时还具有灵活、可靠的外设闪存和外设配置，但是其信号处理能力弱，数学代码效率低。而传统的DSP则具有高效的数学代码效率，非常擅长各种复杂算法处理，但是它不具备做控制应用的各种外设和存储器，控制代码效率低。TI的C2000系列则实现了DSP与MCU的完美结合，兼具高效的控制能力和高效的处理能力。

图2 C2000系列控制器实现了DSP的高性能和MCU的易用性的完美结合

TI C2000控制器有着宽泛的产品系列，内核性能从40～150MIPS不等，具有高速片上存储单元和丰富的外围器件，面向的主要应用领域包括马达控制、智能传感控制、汽车电子和数字电源控制等。

在变频空调控制中，利用C2000能够实现数字PFC与VF压缩机制，改进压缩机控制技术，无需位置、速度传感器，就能实现BLDC/PMSM无位置传感器控制，在应用可靠性、成本、效率、噪声等方面较有优势。另外，C2000系列还广泛用于电动自行车等交通工具中的马达控制，特别是目前在美国兴起的一种采用C2000控制的两轮手扶个人交通工具，颇受消费者的关注。据透露，在不久的将来，TI将会为电动自行车的控制带来一场新的技术革新。

在对数字电源的控制中，C2000高度集成的可编程性，大大简化系统设计，获得更高的电源转换效率。据介绍，澳大利亚Monash大学的一名学生基于C2000产品开发的电源转换器，以90％的转换效率在“2005 IEEE 电源开发竞赛”中一举夺魁。近期，TI还将推出基于C2000系列的数字电源开发套件加速设计工作。

在高级传感控制方面，C2000也有着出色的表现。它能够执行密集型数学算法，在单回路中执行更多计算，32位单周期精度能降低量化、舍入、截位、溢出等误差数值，进而确保控制的快速、精确。其中C2000的一个很好的应用实例是SawStop公司的电锯。C2000使这种电锯能够区分木头和手指，如在操作中遇到手指，电锯能在5毫秒内停止，从而避免造成重大的人身伤害。据SawStop公司的客户反映，C2000控制器已经挽救了很多人的手指。此外，在医疗仪表、消费/零售和车载传感等方面，C2000也有着施展技能的广泛的空间。

另外一个更吸引用户的消息是，TI 的控制器产品从低端到高端都在不断降低成本。从面向8/16位应用的0.49 美元的MSP430，到刚刚推出的最低价3.25美元的32位F280x系列，都在价格上加大了吸引力。TI表示，今后还会有更低价、更多品种的控制产品面世。掌控性能、价格的双重优势，相信历史悠久，实力雄厚的TI，将会使整个MCU市场更加活跃。 (庞会荣)