内含开发资源！专为物联网应用打造 - 英飞凌PSoC™ 6微控制器系列

RTThread物联网操作系统 2022-11-23 1177

描述

摘要：PSoC系列微控制器是英飞凌32位MCU产品组合的一个重要组成部分。基于Arm Cortex-M内核和高性能可编程模拟单元的PSoC，是全球可编程嵌入式片上系统之一。

通过引入可编程和可重新配置的模拟和数字功能，以及业内标准微控制器架构，2002年推出的PSoC 1开启了微控制器的新纪元。灵活和可重新配置的模拟与数字功能，使得嵌入式系统工程师能够将许多硬件电路功能都集成到一颗IC当中。这种集成方法使得BOM成本和电路板尺寸立即大幅降低，且提供了快速便捷的进行最后一刻修改的方法，使得几乎免除了电路板返工。

PSoC的可编程能力延续至今，使得可为新传感器元件创建模拟前端和信号调节电路，从而使得无需额外的模拟IC，无需增加BOM复杂性，且无需增加电路板面积或层数。通用数字单元（UDB）提供许多逻辑基元功能，它们能够进行配置，以实现特定于应用的门控需求，或独立于PSoC MCU内核运行的状态机。

如今，PSoC家族包含PSoC 4和 PSoC 6两个系列。它们适用于广泛的消费类应用，包括智能家居、可穿戴设备和个人医疗器械。本文，我们将重点介绍PSoC 6。

PSoC 6 - 专为物联网应用而打造

PSoC 6基于40 nm工艺并采用了Arm超低功耗架构。它在有源模式下的功耗仅为22 µA/MHz。150 MHz Arm Cortex-M4和100 MHz Arm Cortex-M0+双核模式，使得嵌入式系统开发人员能够优化其应用的功耗和运算处理性能。由于采用了业界最高水平的安全架构——Arm平台安全架构（PSA），PSoC是真正专为物联网而打造的解决方案。

通过弥补昂贵、耗电的应用处理器与资源有限的微控制器之间的差距，PSoC满足了物联网对处理性能、无线连接和低功耗的需求。

PSoC 6 MCU还采用了最新一代英飞凌CAPSENSE电容式感应技术。CAPSENSE让开发人员能够创建创新直观且稳健可靠的多点触控和基于手势的人机界面（HMI）除了集成的BLE（低功耗蓝牙）功能，PSoC 6还可与英飞凌的AIROC Wi-Fi、AIROC 蓝牙或AIROC combos射频模块配对使用。

PSoC 6 MCU系列除了具有整个家族通用的一套标准功能之外，还拥有一些特定功能。所有产品都支持从1.7 VDC到3.6 VDC的低功耗模式，6种功耗模式帮助实现了精细化的电源管理方式。在深度睡眠模式下，保留64KB SRAM数据的典型电流消耗只有7uA。

PSoC 6的通用功能 :

两或三个DMA控制器
闪存 – 最高容量通常达到2048 KB；确切容量取决于产品
外部存储器接口 - Quad-SPI （QSPI）和串行存储器接口（SMIF）
CAPSENSE - 采用了英飞凌的电容式触摸和接近感应sigma-delta技术，从而实现一流的信噪比；并采用了SmartSense自动硬件调谐
串行通信外设接口
7或9个运行时间可配置串行通信模块（SCB）：6或8个可配置为SPI、 I2C或UART，1个深度睡眠SCB可配置为SPI 或I2C
1个USB全速接口
1个SD Host/eMMC/SD 控制器
可编程GPIO（通用输入输出）– 取决于产品，通常在62到102个之间，部分在MCU深度睡眠期间可用，多达两个过压容忍的引脚
可编程模拟功能包括
1个12位2-Msps逐次逼近（SAR）模数转换器（ADS），具有差分和单端模式；1个16通道序列发生器，带结果平均功能
两个低功耗比较器，都支持MCU深度睡眠和休眠模式
与ADC相连的内部温度传感器
一系列时钟选项，包括1个精度为+/- 2%的8 MHz主振荡器，1个32 kHz超低功率低速振荡器，以及片上晶体振荡器。时钟可利用内部锁相环（PLL）进行倍频，且主时钟拥有进行时钟倍频的锁频环（FLL）。时钟分频器包含小数和整数分频功能
计时器和PWM功能包含12个或以上支持中心对齐、边缘和伪随机模式的可配置计时器/计数器/脉宽调制器（TCPWM）
LCD段码驱动器拥有最多63个段码和8个common，支持深度睡眠模式
用于对称和非对称密码函数（DES、TDES、AES、CRC、 RSA/ECC）的密码加速器，以及真随机数发生器（TRNG）

PSoC 61 – 入门级 – 通用可编程Arm Cortex-M4微控制器

除了上述通用功能，PSoC 61可编程系列还提供256 KB - 2048 KB闪存，128 KB-1024 KB SRAM，以及 62-102个可编程GPIO引脚。虽然PSoC 61系列采用了双核架构，但只有Arm Cortex-M4内核可供应用使用；Arm Cortex-M0+内核则用于内部系统功能。特定于产品的功能包括一个I2S音频接口（PDM/PCM）、一个CAN-FD串行接口、一个数模转换器（DAC）以及两个支持低功耗运行模式的运算放大器。

PSoC 61可提供BGA、TQFP、QFN和WLCSP封装形式。

PSoC 62 – 性能系列 – 通用双核可编程微控制器

该系列PSoC微控制器可使用Cortex-M4 和Cortex-M0+内核。用户可选择0.9 V或1.1 V内核逻辑运算选项，其中低电压具有优良的有功电流消耗特性。Cortex-M4在1.1 V模式下的电流消耗通常为40 µA/MHz，在0.9 V模式下则降至22 µA/MHz。Corex-M0+在1.1 V模式下的电流消耗通常为20 µA/MHz，在0.9 V模式下则降至15 µA/MHz。

音频、CAN-FD、DAC和运算放大器模块取决于具体器件。

PSoC 63 – 连接系列 – 高度优化、支持机器学习、带低功耗蓝牙（BLE）收发器和面向物联网应用的微控制器

通过完美地兼顾高性能与低功耗，PSoC 63系列成为了物联网领域的游戏规则颠覆者。PSoC 63能提供您打造一款多功能物联网设备所需的一切，包括PSoC的可编程和可重新配置能力，以及安全性和BLE连接。

PSoC 64 – 安全系列 – 双核、高性能、低功耗、可编程、可重新配置和拥有安全处理环境的微控制器

PSoC 64系列实现了全面整合。由于将超低功耗、可编程、经优化的PSoC 6架构与全面的安全功能集成在一起，PSoC 64系列成为了物联网微控制器的标杆。集成的安全功能包括基于硬件的信任根（RoT）、不可变安全启动固件和硬件隔离密钥。

PSoC 6开发资源

目前 RT-Thread 已全面支持英飞凌 PSoC 6 系列，提供完善的外设驱动支持，可让开发者开箱即用，从而免去繁杂的底层软件开发和固件整合工作。配合RT-Thread丰富的组件和软件包，可进一步提升开发效率，让开发者更多专注于应用创新上，提升产品在市场竞争力。现有支持包括：完善的驱动支持、丰富的上层组件和软件包。

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