主频从100M骤降到12M，什么样的 MCU 敢这么做？

 

同一款MCU，主频居然从100MHz骤降到12MHz。在性能为王的时代，这样做真的好吗？跟随豆豆和妮姐，一起探索吧——MCU主频越高越好？现在一提到MCU的主频，感觉如果主频没有上百MHz，都拿不出手了，还有那种极个别逆天的主频高达800MHz。
主频这一串数字，究竟代表什么？MCU的主频指的是微控制器的时钟频率，是在单位时间内（通常是1秒）发出的脉冲数。100MHz就代表每秒有100百万次脉冲。当然，这并不意味着MCU每秒能执行100万条指令，因为执行一条指令可能需要多个时钟周期。但，可以肯定的是主频越高，MCU每秒能够执行的指令就越多。所以，理论上主频越高的MCU，处理能力肯定越强。

 

然而，想要高主频，是有一定代价的：

 

 

功耗增加：高主频的MCU在单位时间内完成更多指令，需要消耗更多的电能。高频运行会直接导致功耗的增加。对于电池供电的设备来说，功耗的增加会缩短设备的续航时间。同时，高功耗还可能带来散热问题，需要更复杂的散热设计。

 

 

稳定性下降：高主频的MCU内部信号传输速度快，可能增加信号之间的干扰和冲突。当然也会更容易受到外部电磁干扰的影响，导致信号失真或丢失。有人就曾经测试过同一款MCU，在64MHz运行时，复位频繁，而降低主频到48MHz时，只是偶尔有复位。能够看得出来，MCU的运行主频率越低，系统的稳定性就越好，抗干扰的能力就越强。

 

 

如果MCU频率过高，导致稳定性下降，放到整个系统中，就会导致系统频繁出错、复位或崩溃，影响设备的可靠性和稳定性。对于需要长时间稳定运行的应用场景，比如汽车电子、工业自动化等，这种风险就尤为严重。

 

 

此外，主频越高，自然地成本就会相应的增加，而在设计时，设计难度也自然会增加不少的。

在项目开发中，就要针对具体的应用选择合适的MCU，而不是主频越高越好。

 

从A版到C版，只是主频降低？

回到开头视频中所提到的MAX32675，这是一款ADI推出的高度集成混合信号超低功耗微控制器，A版100MHz主频，而C版的主频只有12MHz。

 

 

基本功能、应用场景，MAX32675C可以参考A版（MAX32675——原来你是这样的MCU！），这里就不再描述了。

 

 

说点不一样的，MAX32675的C版将启动时钟源由原来的100MHz更改为内部7.3728MHz，启动电流将会减小到1.02mA。此外，还通过将内部主振荡器频率由原来的100Mhz更改为12Mhz，同时对芯片内部优化，将运行功耗从44.5μA/MHz降低至40μA/MHz。如此操作，整体运行功耗下降，可以说是更好地为低功耗服务。

 

 

当然，MAX32675从A版到C版并不是仅有主频变化。C版更是升级了外设功能：

将空置的引脚更改为GPIO口；

SPI口从1路增加到2路；

I2C从2路增加到3路；

UART从2路增加到3路；

增加了1路低功耗的UART，1路低功耗定时器。

MAX32675C对芯片内部结构也进行了优化，封装尺寸也相应做了更改，由原来的68脚TQFN封装更改为72脚的LGA封装。

 

 

如果要问为什么要这么做？一定是行业应用所需。

 

 

MAX32675C适用于工业应用，特别适用于4-20mA环路、变送器等应用。（关于MAX32657的变送器应用，这里有详细的介绍）

在这些应用中，通常需要高精度的采样，MAX32675C集成2个24Bit的ADC，这要比其他MCU的精度要高；系统稳定性比高性能更重要，正如前面说到的主频低了，但稳定性高了；在注重低功耗的工业应用中，用主频的下降换来更低的功耗，还是很划算的。MAX32675C评测

全球排名前列的电子元器件授权代理商WT文晔科技为我们提供了一块MAX32675C官方评估板。

 

 

额外介绍一下：经常看我们视频的小伙伴，对世健肯定很熟悉，我们评测的很多ADI工业应用的板卡都是由他们支持的。世健于2022年被WT文晔科技收购。 相信WT文晔庞大的专业团队，加上原世健在ADI产品线上的深厚技术经验，能给我们工程师带来更好的支持与服务。

 

 

MAX32675C板与我们之前评测过的A板，从开发板布局、外设接口上看，基本一模一样，唯一不同的就是中间的MCU主控芯片。

 

 

在硬件上，评估板使用USB接口供电，外接一个debug板，通过 SWD连接器进行编译下载。这块板子上重要的接口有：

 

 

模拟输入：可以通过 SMA 连接器J1 和 J2 进行差分输入，或者分别从 AIN0-AIN3单端输入；

 

 

12位DAC输出端口：可通过该端口评估测试12位DAC性能；

 

 

4-20mA电流环路及支持HART的设备通信的电路：可实现两线环路信号及HART协议的通讯测试，这个在平时大家接触的MCU中是见不到的。通过4-20mA电流环路及HART，可以在环路中传输模拟信号又可以传输数字信号，抗干扰性强，这是MAX32675最大的特点之一，也在工业应用中最受欢迎。

 

 

在软件上，这次的C版还有一个会让工程师更喜欢的升级，就是对Keil编译环境的支持。很多从事工业控制的工程师比较习惯用Keil进行编译、仿真。我们小小的上手尝试了一下，Keil开发过程相当丝滑，具体看下面动图吧：

 

 

 

好了，主频下降，逆向升级的原因，现在真相大白了吧。别老盯着主控频率多少了。合适的MCU才是最好的！
 

-原文转自达尔闻说-