混合信号芯片规划需求将模仿和数字技能集成到单颗芯片上，而这历来都不是一项简略的作业。曾经，模仿和数字技能团队各自独立从事自己的规划，而把一切功用集成到单颗芯片上这项不受注重的作业，却被交给布局和布线团队。微操控器规划，包含一切精心规划的外设，都会进行布线衔接，其他还有完结规划所需的振荡器、模数转换器和收发器的模仿器材。第一次真实规划测验是在实验室测验作业台上选用第一颗芯片进行的，这个进程存在潜在危险，在能够投入量产之前，不可避免地导致一次或屡次对Metal Layer进行批改。 值得幸亏的是，跟着EDA规划东西的不断进步，凭仗其先进的集成的混合信号剖析功用，咱们更简略发现在数字外设与模仿模块混合时或许呈现的问题。 因而，因为过错导致的危险和潜在本钱也随之明显下降，这使得带有各种外设和功用的芯片器材的开发十分契合笔直商场需求，招引力也明显添加。
推进这种深度集成的另一个要素是商场对运用和电器提出了史无前例的高能效等级要求。 在欧盟国家，92/75/EC动力标签指令进步了顾客的动力消耗认识，一起也供给了对各种动力需求简略易懂的比较，包含各种家用电器、空调、照明设备、轿车的动力需求。 美国也针对本国出产的产品履行“动力之星”规范的相似方案。计算机电源能够进行80 Plus规范自愿认证，最高等级的钛金认证提出了一些十分严苛的能效等级要求，还要求到达高于0.9的功率因数。因为人们对能耗的高度注重，白色家电制造商十分慎重地挑选他们所运用的微操控器产品。曾经谁会想到电冰箱规划会要求选用具有低功耗休眠形式和半智能自主外设模块的微操控器，以协助到达A+++动力标签等级。
这一切都意味着传统电路规划办法(运用纯模仿或混合信号器材，或外部处理器)现已无法再应对这些应战，也不再是用户的首选办法。为了进一步下降规划导致的动力丢失，必须将处理器集成到体系中，选用半智能和/或半自主外设模块，以便能够依据运用的最准确丈量信息，进行正确的操控挑选。32位ARM Cortex-M0处理器十分合适为此类体系供给必需的处理智能。它具有12,000个逻辑门，与占用更多面积的相邻模仿模块比较，所需的芯片面积能够忽略不计(图1)。因而，在规划中添加这样一个智能区域，其本钱微乎其微，一起还为最终用户添加可观的价值，让他们能够开发具有更高价值定位的产品。该处理器的最低功耗仅为16μW/MHz(90LP工艺)，具有单周期32×32乘法器选项，Cortex-M0内核在供给超卓的体系级成效和功耗比如面具有很大优势。
图1
ADI公司的ADSP-CM40X系列器材展现了处理内核和半自主外设的奇妙集成(图2)。例如，为了进行PMSM电机操控，这些混合信号操控处理器选用了双16位模数转换器，具有14位精度。这样可为准确丈量进入电机的电流供给一个很好的起点。但仅有准确测验仍是不行的，测验时刻关于咱们保证准确了解要操控的电机的状况也相同重要。首要，双模数转换器可保证两个测验是一起进行的，然后进步操控回路精度，完成功用增强。除此之外，模数转换器还与PWM模块同步，保证采样在零向量的中心点产生，供给有用按捺开关波纹的瞬时均匀电流。片上Cortex-M4处理器具有浮点功用，能够使用这些准确信息来完成杂乱操控算法，然后完成对电机的高能效操控。
图2
英飞凌的XMC4000系列MCU也是一个比如(图3)。他们的器材面向太阳能逆变器、SMPS、UPS和电机操控等运用，带有CAPCOM捕捉和比较单元、12位模数转换器、Delta Sigma解调器和PWM模块。如果是阻隔的，这些模块不会有任何特别含义，但在与集成的“衔接矩阵”相结合时，这些模块能够半自主地履行许多操控和丈量使命，然后为具有DSP扩展的ARM Cortex-M4内核(在CMSIS DSP库的支持下)供给信息和完成高能效解决方案的时机。
图3
其他一个比如则是Dialog Semiconductor。作为ARM Cortex-M0处理器的新授权厂商，Dialog Semiconductor方案进一步扩展PMIC和电池办理器材系列，供给集成处理才能。
跟着物联网招引越来越多的注重以及技能的开展，它现已日益成为实际，有望为咱们提高能效带来更多时机。一方面，物联网将使顾客愈加注重电器的能耗，与智能手机和平板电脑运用同享能耗信息。另一方面，电器、电源和电机操控体系完成了彼此通讯的才能，不只或许完成单个设备等级上的节能，还能完成许多设备组成的全体体系的全面节能。集成处理器是完成这种愿景的必需求素。有一点咱们能够必定：商场对精心规划的混合信号芯片器材的需求将持续增加，一起也需求功用强大的高能效处理内核作为弥补，供给更多能耗优势。
