スペース制約のある組み込みアプリケーションにより多くの性能を詰め込む方法

センサのアプリケーションは、物理的にますます小型化してきています。工場内で見えないよう設置するのに必要な産業用リモート・センサ(図1)や、次世代のスマート・ウェアラブル・デバイス向けのセンサを設計する場合でも、リソースとしてのスペースは不足してきています。

一方、マイコンやシステム・レベルでのローカルな集積化やプロセシング技術に対する需要は増えています。ラックやテスト・ベンチから複数のノードに直接つなげて、非局在化された測定を行う場合に、局在的な解析をサポートする先進的なプロセシング能力と結び付けると、リモート・ノードは、よりタイムリーに詳細な情報を得た上での判断を行うことができます。これにより、通信の遅延をできるだけ小さくし、通信リンクの途切れを和らげます。

より小型化/高集積化することは、どちらも魅力的ですが、互いにうまく作用するとは限りません。組込みアプリケーションの開発者は、物理的にも演算上でもこれらの制約にピッタリ合致した製品を見つけることが重荷になっています。

1 スペースに制約のある産業用ワイヤレス・センサ・ノード

『MSP432™』マイコン・ファミリは、量産向け80ピンBGA(ボール・グリッド・アレイ)パッケージへと拡張してきました。『MSP432』マイコンと同じ高性能機能を5mm×5mmと小さい実装面積で(図2)提供し、スペース制約のある産業用アプリケーションの要件をきっちりと満たしています。1MspsのSAR(逐次近似型レジスタ)ベースのA-Dコンバータを実装することで、BGAパッケージ封止の『MSP432』マイコンは、最大16有効ビット数(ENOB)のクラス最高の集積化されたアナログ性能を超小型マイクロコンピュータにもたらします。このアプリケーションは、外付けADコンバータを収納するため、PCB(プリント回路基板)のサイズを大きくせずに、より優れたセンサ・データをより高い分解能と低い消費電力でサンプリングできます。

加えて、48MHzのARM® Cortex®-M4F CPU(中央処理装置)をTIの画期的な処理アルゴリズムと一緒に使うことによって、アプリケーションがその場所でデータを直接処理するため、トレンドを検出し、その結果、よりスマートな決定をより迅速に下すことができます。ローカルでの解析の好例は、『MSP432』 マイコンの音声認識ライブラリで、これはインターネットに接続しなくても声を検出します。

2 5mm×5mmBGAパッケージに収められた『MSP432』マイコン

BGAパッケージに封止された『MSP432』マイコンは、WCSP(ウェーハレベルのチップ・スケール・パッケージ)のSimpleLink™ Bluetooth® LE (ロー・エナジー)の『CC2640R2F』 ワイヤレス・マイコンのような小型パッケージのワイヤレス・ネットワーク・プロセッサと共に使うと、ワイヤレスのホスト・マイコンとして動作できます。この役割分担は、各部品に最善な動作をさせることができます。つまり、ネットワーク・プロセッサ・モードの『CC2640R2F』デバイスは、堅固で、超低電力のBluetooth LE(ロー・エナジー)リンクを提供します。一方、アプリケーション・コードのために自由に使える256kBフラッシュメモリの十分な容量を残したまま、『MSP432』マイコンはBluetoothプロファイル、すなわちHomeKit技術向けのBluetooth LEのようなプロトコルを追加できます。アナログと無線回路を集積し、かつ処理能力も持つ、この「ダイナミック・デュオ」は、IoT(モノのインターネット)の開発者が、高集積のワイヤレス・センサ・ノードを設計するのを支援します。需要が強く、しかもスペースに制約のある環境に対して先端的な検出と計測に有効です。

<参考情報>
『MSP432』マイコン製品情報
・プロダクト・フォルダでBGAパッケージを注文

 

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※上記の記事はこちらのBlog記事(2017年2月15日)より翻訳転載されました。