內(nèi)含開(kāi)發(fā)資源！專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用打造 - 英飛凌PSoC? 6微控制器系列

摘要：PSoC系列微控制器是英飛凌32位MCU產(chǎn)品組合的一個(gè)重要組成部分?；?a target="_blank">Arm Cortex-M內(nèi)核和高性能可編程模擬單元的PSoC，是全球可編程嵌入式片上系統(tǒng)之一。

通過(guò)引入可編程和可重新配置的模擬和數(shù)字功能，以及業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)微控制器架構(gòu)，2002年推出的PSoC 1開(kāi)啟了微控制器的新紀(jì)元。靈活和可重新配置的模擬與數(shù)字功能，使得嵌入式系統(tǒng)工程師能夠?qū)⒃S多硬件電路功能都集成到一顆IC當(dāng)中。這種集成方法使得BOM成本和電路板尺寸立即大幅降低，且提供了快速便捷的進(jìn)行最后一刻修改的方法，使得幾乎免除了電路板返工。

PSoC的可編程能力延續(xù)至今，使得可為新傳感器元件創(chuàng)建模擬前端和信號(hào)調(diào)節(jié)電路，從而使得無(wú)需額外的模擬IC，無(wú)需增加BOM復(fù)雜性，且無(wú)需增加電路板面積或?qū)訑?shù)。通用數(shù)字單元（UDB）提供許多邏輯基元功能，它們能夠進(jìn)行配置，以實(shí)現(xiàn)特定于應(yīng)用的門(mén)控需求，或獨(dú)立于PSoC MCU內(nèi)核運(yùn)行的狀態(tài)機(jī)。

如今，PSoC家族包含PSoC 4和 PSoC 6兩個(gè)系列。它們適用于廣泛的消費(fèi)類(lèi)應(yīng)用，包括智能家居、可穿戴設(shè)備和個(gè)人醫(yī)療器械。本文，我們將重點(diǎn)介紹PSoC 6。

PSoC 6 - 專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而打造

PSoC 6基于40 nm工藝并采用了Arm超低功耗架構(gòu)。它在有源模式下的功耗僅為22 μA/MHz。150 MHz Arm Cortex-M4和100 MHz Arm Cortex-M0+雙核模式，使得嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員能夠優(yōu)化其應(yīng)用的功耗和運(yùn)算處理性能。由于采用了業(yè)界最高水平的安全架構(gòu)——Arm平臺(tái)安全架構(gòu)（PSA），PSoC是真正專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)而打造的解決方案。

通過(guò)彌補(bǔ)昂貴、耗電的應(yīng)用處理器與資源有限的微控制器之間的差距，PSoC滿足了物聯(lián)網(wǎng)對(duì)處理性能、無(wú)線連接和低功耗的需求。

PSoC 6 MCU還采用了最新一代英飛凌CAPSENSE電容式感應(yīng)技術(shù)。CAPSENSE讓開(kāi)發(fā)人員能夠創(chuàng)建創(chuàng)新直觀且穩(wěn)健可靠的多點(diǎn)觸控和基于手勢(shì)的人機(jī)界面（HMI）除了集成的BLE（低功耗藍(lán)牙）功能，PSoC 6還可與英飛凌的AIROC Wi-Fi、AIROC 藍(lán)牙或AIROC combos射頻模塊配對(duì)使用。

PSoC 6 MCU系列除了具有整個(gè)家族通用的一套標(biāo)準(zhǔn)功能之外，還擁有一些特定功能。所有產(chǎn)品都支持從1.7 VDC到3.6 VDC的低功耗模式，6種功耗模式幫助實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化的電源管理方式。在深度睡眠模式下，保留64KB SRAM數(shù)據(jù)的典型電流消耗只有7uA。

PSoC 6的通用功能 :

• 兩或三個(gè)DMA控制器

• 閃存 – 最高容量通常達(dá)到2048 KB；確切容量取決于產(chǎn)品

• 外部存儲(chǔ)器接口 - Quad-SPI （QSPI）和串行存儲(chǔ)器接口（SMIF）

• CAPSENSE - 采用了英飛凌的電容式觸摸和接近感應(yīng)sigma-delta技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)一流的信噪比；并采用了SmartSense自動(dòng)硬件調(diào)諧

• 串行通信外設(shè)接口

• 7或9個(gè)運(yùn)行時(shí)間可配置串行通信模塊（SCB）：6或8個(gè)可配置為SPI、 I2C或UART，1個(gè)深度睡眠SCB可配置為SPI 或I2C

• 1個(gè)USB全速接口

• 1個(gè)SD Host/eMMC/SD 控制器

• 可編程GPIO（通用輸入輸出）– 取決于產(chǎn)品，通常在62到102個(gè)之間，部分在MCU深度睡眠期間可用，多達(dá)兩個(gè)過(guò)壓容忍的引腳

• 可編程模擬功能包括

• 1個(gè)12位2-Msps逐次逼近（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADS），具有差分和單端模式；1個(gè)16通道序列發(fā)生器，帶結(jié)果平均功能

• 兩個(gè)低功耗比較器，都支持MCU深度睡眠和休眠模式

• 與ADC相連的內(nèi)部溫度傳感器

• 一系列時(shí)鐘選項(xiàng)，包括1個(gè)精度為+/- 2%的8 MHz主振蕩器，1個(gè)32 kHz超低功率低速振蕩器，以及片上晶體振蕩器。時(shí)鐘可利用內(nèi)部鎖相環(huán)（PLL）進(jìn)行倍頻，且主時(shí)鐘擁有進(jìn)行時(shí)鐘倍頻的鎖頻環(huán)（FLL）。時(shí)鐘分頻器包含小數(shù)和整數(shù)分頻功能

• 計(jì)時(shí)器和PWM功能包含12個(gè)或以上支持中心對(duì)齊、邊緣和偽隨機(jī)模式的可配置計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器/脈寬調(diào)制器（TCPWM）

• LCD段碼驅(qū)動(dòng)器擁有最多63個(gè)段碼和8個(gè)common，支持深度睡眠模式

• 用于對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)密碼函數(shù)（DES、TDES、AES、CRC、 RSA/ECC）的密碼加速器，以及真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（TRNG）

PSoC61 – 入門(mén)級(jí) – 通用可編程Arm Cortex-M4微控制器

除了上述通用功能，PSoC 61可編程系列還提供256 KB - 2048 KB閃存，128 KB-1024 KB SRAM，以及 62-102個(gè)可編程GPIO引腳。雖然PSoC 61系列采用了雙核架構(gòu)，但只有Arm Cortex-M4內(nèi)核可供應(yīng)用使用；Arm Cortex-M0+內(nèi)核則用于內(nèi)部系統(tǒng)功能。特定于產(chǎn)品的功能包括一個(gè)I2S音頻接口（PDM/PCM）、一個(gè)CAN-FD串行接口、一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）以及兩個(gè)支持低功耗運(yùn)行模式的運(yùn)算放大器。

PSoC 61可提供BGA、TQFP、QFN和WLCSP封裝形式。

PSoC 62 – 性能系列 – 通用雙核可編程微控制器

該系列PSoC微控制器可使用Cortex-M4 和Cortex-M0+內(nèi)核。用戶可選擇0.9 V或1.1 V內(nèi)核邏輯運(yùn)算選項(xiàng)，其中低電壓具有優(yōu)良的有功電流消耗特性。Cortex-M4在1.1 V模式下的電流消耗通常為40 μA/MHz，在0.9 V模式下則降至22 μA/MHz。Corex-M0+在1.1 V模式下的電流消耗通常為20 μA/MHz，在0.9 V模式下則降至15 μA/MHz。

音頻、CAN-FD、DAC和運(yùn)算放大器模塊取決于具體器件。

PSoC 63 – 連接系列 – 高度優(yōu)化、支持機(jī)器學(xué)習(xí)、帶低功耗藍(lán)牙（BLE）收發(fā)器和面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的微控制器

通過(guò)完美地兼顧高性能與低功耗，PSoC 63系列成為了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的游戲規(guī)則顛覆者。PSoC 63能提供您打造一款多功能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所需的一切，包括PSoC的可編程和可重新配置能力，以及安全性和BLE連接。

PSoC 64 – 安全系列 – 雙核、高性能、低功耗、可編程、可重新配置和擁有安全處理環(huán)境的微控制器

PSoC 64系列實(shí)現(xiàn)了全面整合。由于將超低功耗、可編程、經(jīng)優(yōu)化的PSoC 6架構(gòu)與全面的安全功能集成在一起，PSoC 64系列成為了物聯(lián)網(wǎng)微控制器的標(biāo)桿。集成的安全功能包括基于硬件的信任根（RoT）、不可變安全啟動(dòng)固件和硬件隔離密鑰。

PSoC 6開(kāi)發(fā)資源

目前 RT-Thread 已全面支持英飛凌 PSoC 6 系列， 提供完善的外設(shè)驅(qū)動(dòng)支持，可讓開(kāi)發(fā)者開(kāi)箱即用，從而免去繁雜的底層軟件開(kāi)發(fā)和固件整合工作。配合RT-Thread豐富的組件和軟件包，可進(jìn)一步提升開(kāi)發(fā)效率，讓開(kāi)發(fā)者更多專(zhuān)注于應(yīng)用創(chuàng)新上，提升產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)有支持包括：完善的驅(qū)動(dòng)支持、豐富的上層組件和軟件包。

PSoC 6 — CY8CKIT-062S2-43012 BSP 倉(cāng)庫(kù)：

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RT-Thread Studio 支持英飛凌 PSoC ，具備 PSoC 6 開(kāi)發(fā)，調(diào)試，燒錄功能

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開(kāi)源參考示例：Infineon + RT-Thread 物聯(lián)網(wǎng) DEMO，借助 rw007 模組實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)快速上云

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