在電子設備對體積和功耗要求愈發嚴苛的源多當下，近年來 MCU 的實現小型化趨勢極為顯著。通過在封裝技術、體積系統集成及功能整合等方面不斷創新，小資MCU 的物理尺寸持續縮小，大幅減少了 PCB的占用空間。近日，德州儀器（TI）推出了全球超小型 MCU，進一步擴充了品類齊全的 Arm? Cortex?-M0+ MSPM0 MCU 產品組合。其中，MSPM0C1104 MCU 采用晶圓芯片級封裝 (WCSP)，尺寸僅為 1.38mm2，大小近似一粒黑胡椒粒，這使得設計人員在不影響性能的前提下，能夠優化醫療可穿戴器件和個人電子產品等緊湊型應用的布板空間。
超小型的MSPM0C1104 MCU，圖源：德州儀器 
超小型的MSPM0C1104 MCU，圖源：德州儀器 “擁有大腦的電阻”
我們先來簡要了解一下德州儀器這顆超小型 MCU。MSPM0C1104 基于 Arm? Cortex?-M0 + 內核打造，主頻最高可達 24MHz，屬于 MSP 高度集成的超低功耗 32 位 MCU 系列。德州儀器 MSP 微控制器產品線經理 Yiding Luo 表示，MSPM0C1104 的推出，進一步豐富了德州儀器的 MCU 產品生態。截至目前，德州儀器已推出超 150 款 MSPM0 MCU 供客戶選擇，這些 MCU 具有極高的可擴展性、性價比和易用性，助力客戶縮短產品上市時間。?MSPM0C1104 雖物理體積小巧，但其片上資源依舊豐富。這款 MCU 提供高達 16KB 的嵌入式閃存程序存儲器和 1KB 的 SRAM，配備 1 個 12 位三通道模數轉換器、6 個通用輸入 / 輸出引腳；并且兼容標準通信接口，如通用異步收發器(UART)、串行外設接口(SPI) 和內部集成電路(I2C)。此外，這款全球超小型 MCU 集成了精準的高速模擬元件，工程師能夠在不增加布板尺寸的情況下，維持嵌入式系統的計算性能，例如一個以 VDD 作為電壓基準的 12 位 1.5Msps ADC和片上溫度傳感器。?
Yiding Luo 介紹，MSPM0C1104 被稱作 “擁有大腦的電阻”，它有著比電阻還小的體積，卻集成了最基本的 MCU 功能以及豐富的模擬和數字片上/外設資源。?
超小型 MCU 是如何實現的？
如前文所述，在實現 MCU 小型化的過程中，可采用的手段包括封裝、功能集成和高密度設計等。那么，MSPM0C1104 是如何做到 1.38mm2 這一超小型尺寸的呢？MSPM0C1104 采用 8 焊球、1.38mm2 晶圓芯片級封裝 (WCSP)，尺寸比現有 WCSP MCU 小 38%。Yiding Luo 指出，德州儀器在不同產品推出及快速量產的過程中，持續學習和積累經驗，能夠提供極具創新性的封裝選項，從而為客戶帶來小巧、性能可靠、功能豐富的 MCU 產品。這是德州儀器的一大優勢，在提供更優封裝尺寸的同時，仍能確保高性能和可靠性。封裝優化使得設計人員在不犧牲可靠性和性能的情況下，得以縮小整體解決方案的尺寸。?
德州儀器在 MSPM0C1104 上還運用了領先的功能集成技術。如前所述，這顆超小型 MCU 的片上資源十分豐富。德州儀器憑借豐富的模擬產品線資源，與模擬團隊緊密協作，將 ADC、運放、DAC、比較器等成熟模擬 IP 以高度優化的方式集成到 MCU 中。同時，德州儀器通過 65nm 制程實現了性能、功耗、成本與尺寸的平衡，該制程在優化數字部分的同時，兼顧了模擬元器件的尺寸限制，為產品賦予了顯著的技術優勢。
?
德州儀器為 MSPM0C1104 提供了豐富的設計資源支持。該公司已將這款新的 MSPM0C1104 納入 MSPM0 MCU 產品組合，提供引腳對引腳兼容的封裝選項和功能集，能夠滿足個人電子產品、工業和汽車應用在內存、模擬和計算能力方面的需求。
?
此外，德州儀器全方位的生態系統可提供進一步支持，該生態系統涵蓋針對所有 MSPM0 MCU 優化的軟件開發套件、用于快速原型設計的硬件開發套件、參考設計，以及作為常見 MCU 功能代碼示例的子系統。借助德州儀器的 Zero Code Studio 工具，用戶無需編寫任何代碼，即可在短短幾分鐘內完成 MCU 應用的配置、開發和運行。工程師能夠利用此生態系統擴展設計并重用代碼，而無需對硬件或軟件進行重大修改。除了這一生態系統，為滿足未來需求，德州儀器還在不斷加大投入，提升內部制造能力，這也為 MSPM0 MCU 產品組合提供了有力支撐。
