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上海泰矽微宣布量產系列化“MCU+”產品——高性能信號鏈SoC
2022-03-07
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中國 上海，2021年5月10日——中國領先的高性能專用SoC芯片供應商上海泰矽微電子有限公司（以下簡稱“泰矽微”）宣布，正式量產業內超高集成度的信號鏈系列SoC芯片-TCAS，該系列芯片具備超低功耗、高性能、高精度、高可靠性等優點。
TCAS系列芯片集成了32位ARM® Cortex®-M0高性能內核，最高工作頻率可達48MHz，內置最高64KB FLASH和8KB SRAM。其內部集成了24bit高精度Sigma-Delta ADC、14bit高速SAR ADC、最高1024倍增益放大的超低噪聲PGA、VDAC、IDAC、TIA、運放等多種模擬前端外設，同時集成了多路UART、SPI、I2C等數字接口外設，支持多種硬件加密算法。泰矽微還開發了獨創的降低系統整體功耗的Tinywork®技術（專利號：CN111427443A），使得外設在睡眠模式下，無需內核處理器的干預也能獨立工作和相互協同，可將典型應用場景中的工作電流降低80%以上，并且支持超低功耗待機，支持獨立備用電池供電。
傳感器作為物聯網不可或缺的一部分，被廣泛應用于物聯網終端中。在基于通用MCU的傳統方案中，不同傳感器的數據采集及處理需要多套電路、多顆芯片來實現，并且性能要求越高，外圍電路的復雜度和成本就越高。泰矽微發布的TCAS系列信號鏈SoC芯片則可單顆芯片滿足以上各種應用需求，僅需軟件配置即可實現各種傳感器的信號調理、A/D轉換及數據采集和處理，并且外圍電路簡單，噪聲系數極低。可大大簡化電路、降低成本、減少器件數量。
泰矽微創始人熊海峰介紹：“MCU產品定位的基本要素是高可靠性，對于TCAS系列而言，從芯片的開發到測試的流程、單個模擬或數字IP及IO Ring的實現、基于整芯片的Floor plan布局以及封裝材料的選取等都將可靠性放在了首位。對比常規工業級芯片2KV的ESD靜電測試指標，TCAS的實測數據可輕松通過6KV，且HTOL、Latch up等全部Pass。”
此外，泰矽微不僅提供TCAS系列芯片的基本數據手冊，還配套準備了成熟穩定的軟件開發包、大量應用筆記、低成本的開發評估板、典型應用的參考設計、調試工具以及培訓材料等，以幫助開發人員迅速上手。
以下列舉了部分傳感器應用的典型接口電路及應用介紹：
1. 橋式傳感器：橋式傳感器應用框圖所示是一個基于低噪聲PGA、24bit Σ-△ADC等的高精度橋式傳感器測量系統。TCAS內置2級具有可調增益的低噪聲PGA，以及低均方根（RMS）噪聲的24bit Σ-△ADC和溫度補償電路，可以直接測量來自橋式傳感器等的小信號。
2. 熱電偶傳感器：熱電偶傳感器應用框圖所示是一個基于24bit Σ-△ADC的熱電偶測量系統。TCAS內置PGA、24bit Σ-△ADC、基準電壓源VDAC和激勵電流IDAC等。芯片內部集成的偏置電壓發生器偏置熱電偶信號，確保輸入信號滿足輸入電壓限值的要求。片內提供1mA的激勵電流用于為熱敏電阻和采樣電阻供電。基準電壓利用該外部采樣電阻產生。
3. 電化學氣體傳感器：電化學氣體傳感器應用框圖是一個基于24bit Σ-△ADC或14bit SAR ADC的電流型電化學氣體傳感器系統。TCAS內置運放OPA、跨阻放大器TIA、24bit Σ-△ADC或14bit SAR ADC、VDAC等。通過傳感器參考電極（RE）向OPA提供反饋，從而改變反電極（CE）上的電壓來保持WE引腳的恒定電位。內部TIA將傳感器的電流信號轉變為電壓信號，提供給ADC。內部VDAC為TIA提供偏置電壓，使得信號處于ADC支持的電壓范圍內，以便為不同類型的傳感器提供充足裕量。
4. 三線制RTD傳感器：三線制RTD傳感器應用框圖是一個基于24bit Σ-△ADC的具有外部參考的比例型三線制RTD（Resistance Temperature Detector）傳感器測量系統。該方案在很大程度上消除了傳感器引線對測量結果的影響，可進行高精度的測量。
泰矽微信號鏈SoC芯片的量產標志著泰矽微在“MCU+”戰略路線上邁出了堅實的一步。后續還將在電源管理、電池管理、射頻、觸控等技術方向推出更多系列化“MCU+”芯片，覆蓋消費，工控及汽車等各個應用領域。這種新的創新模式代表著國產MCU在技術創新、產品創新和商業模式創新等方面的探索。通過應用場景和需求的深度分析，探索產品創新；通過和行業標桿的下游廠商共同定義產品，開辟全新的商業模式和合作模式。解決了行業痛點的同時也鎖定了大客戶訂單。這也為國產MCU的發展注入了一股新的成長力量。
熊海峰表示“新能源革命給中國的汽車工業帶來了全新的發展機遇，而電子信息產業物聯網化革命也同樣會給國產MCU帶來彎道超車的機會。真正的彎道超車是緊追而不跟隨、借鑒但不復制，泰矽微堅定不移走原創和創新之路，所有核心技術從無到有自主開發，并通過專利加以保護，充分尊重和重視知識產權。實現國產MCU的自主可控和產業振興尚有一段距離，需要全產業鏈的集體智慧與努力。不過中國擁有全世界最全的產業生態，最大的本地市場，緊抓類似‘MCU+’這樣全新的機會，產業上下游聯動，通過創新走高質量發展之路，國產MCU的生態崛起可期！”
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