TI深耕工控市場 以FRAM MCU創造優勢
- 洪千惠
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工業領域近幾年開始走向智慧化，吸引了多數科技業者投入，不過此一領域對於效能與穩定度，都有別於一般消費性產品，因此要能達到工規需求並不容易，MCU作為這兩類系統中的重要處理單元，除了穩定度與效能外，在功耗、即時、連結性方面也會有進一步要求，TI行銷與應用嵌入式系統總監詹勳琪表示，TI投入工業領域已久，過去早已有完整的MCU產品布局，而憑藉過去在此深耕的技術經驗，在市場快速啟動後，將可提供更高品質的對應產品。
TI在工業領域的主力產品包括FRAM(鐵電隨機存取記憶體)MCU、DSP、無線IC等三大部分，透過這三大產品線，打造出完整的生態系統，而在全球IC廠商中，只有TI同時擁有FRAM與MCU技術，未來其產品策略也將持續朝FRAM MCU方向走。
會有此策略的原因在於，相較於採用其他記憶體的MCU，FRAM MCU在資料穩定性、讀寫次數、低功耗與設計彈性上都遠較現行的其他記憶體技術更佳。在資料穩定性方面，由於FRAM為非揮發性記憶體，其運作方式是將電能轉換為磁位元，不會因失去電源導致資料遺失，在追求穩定性的工業系統中，只要不覆蓋，資料就可持續保存在元件中。FRAM MCU第二個好處是讀寫次數，一般快閃記憶體只有1萬~10萬次，FRAM則是10的15次方，已達1千兆次，幾乎等於無限次，使用壽命極長，因此即便是需要不斷重複讀寫的大型工控系統，FRAM MCU也能輕易勝任。
第三個優點在於FRAM為磁性儲存，因此採用FRAM MCU不需要透過電荷泵(charge pump)的高電壓作為資料的抹除與更新，其寫入的電壓相對較低，低電壓除了讓功耗同步降低外，資料盜拷也不容易。最後則是FRAM也可同時扮演EEPROM、快閃記憶體、SRAM角色，因此工程師以FRAM MCU為核心開發系統時，不必先行配置記憶體的區塊用途，開發中有需求出現時再行規劃調配，此一特色讓工程師在分配資源時更具彈性。
TI發展FRAM MCU已有多年，其產品線已相當完整，從0.5KB到256KB均有對應產品，主要應用則為對功耗需求較敏感的感測器節點，而感測器與MCU的整合已成為業界的未來發展重點，因此接下來TI也將推出整合兩者的系統單晶片(SoC)，此一類型產品適用於各種低功耗、高穩定度的系統。詹勳琪以應用於工控系統的MSP430FR25系列產品為例指出，這款FRAM MCU產品整合了電容元件，除了可透過FRAM MCU處理與儲存資料外，其電容偵測可取代過去的人機介面上的按鍵，以觸控方式操作機台，提升其工作效率。
另一款產品則是MSP430FR6047 SoC超音波雷達，這一產品也是以FRAM MCU為基礎，另外再加入超音波元件，主要應用於對低功耗與長生命週期的各類型智慧錶類，開發人員可利用完整的波形捕捉功能，與類比轉數位轉換器(ADC)的訊號處理，為流量計增加更多智慧功能。這種技術的精密度相當高，在流速低於1公升/小時的情況下也可達25皮秒。此外MSP430FR6047元件可將水錶系統元件數量減少50%，功耗降低25%，水錶在沒有電池充電的情況下可運行超過10年以上，透過此一類型不同專業領域的設計應用，創造出市場差異。
除了特定領域專用的MCU產品之外，泛用型部分也一直是TI MCU的主要方向，這類型MCU的設計中，除了常用功能外，TI也積極擴展其易用性，以2018年剛推出的MSP430FR235為例，一般MCU的操作溫度上限多為75℃~85℃，此款產品則一舉將之提升到工規等級的105℃，讓工程師在設計時不必另外考量系統的可運作溫度限制，另外此一產品也加入smart analog combos，內含ADC、DAC、比較器...等，內部元件可以工程師需求自行設定選用。
詹勳琪指出，近年來智慧化成為製造業的重要趨勢，然而智慧化必須根基於穩定的自動化技術，TI長年深耕工業控制與MCU兩大領域，提供工業系統穩定、低功耗且高效能產品，除此之外，在DSP與無線模組方面，TI也是業界指標級廠商，透過相關產品布局形成的完整生態系統，成為工業系統最有力的技術後盾。
