MSP430 USS 超声波传感 和 LEA 低功耗加速 (1)

第一个是LEA 我不知道大家有没有在之前的任何场合或者

在TI的官网上看到这个IP

的介绍 有的可以举下手

没有啊 好 基本上都是很少有人了解到这一块的

在做LEA介绍之前 我有两个基本的概念

就说LEA的来源 所以我们做设计的时候

我们有两个非常想达到的目标

第一个是 没有人想去换电池

在我的产品中 最好的选择是我加

放了电池以后 在产品整个的生命周期

我都不要去换它

因为换电池 第一 意味着我的成本

第二个呢 我的设计就要为换电池做接口

我的整个产品的外观设计就要去

做一些特殊的设计

然后 我要做很复杂的数字运算的时候

往往意味着我要换更高处理性能的MCU

要去做更高DMIPS的MCU

甚至我要去用DSP来做

在这样的情况下 我们怎么来解决它呢

OK TI就有低功耗的LEA模块出来

LEA你可以把它理解成为一个 独立于

处理器之外的一个运算单元

它是一个低功耗的 可以做一些DSP运算的一个单元

它不需要CPU参与 它本身是一个32位的硬件的引擎

然后 在CPU进行休眠的时候

它可以独立去run一些自己编好程序的一些代码

有4K的RAM可以单独给LEA使用 所以在我们的memory里面

有4K单独的RAM给LEA使用

到目前 我们的DSP库里面

可以支持50种功能的运算

在这里面 我们还提供DSP的GUI的界面 一个可视化界面

帮助大家直接对LEA进行编程 而不需要大家一行一行写代码

比如说我要做一个32点的

FFT的运算 我不需要自己去做编程

我只需要在GUI里面把功能拖进来

OK 它自动会产生代码

它的功耗 它的最大主频是16M

它的功耗是67vA/M

所以我在run一个DSP算法的运算的时候

我的功耗只有67vA/M

我们有个简单的对比

比如说跑一个16位的256点的

FFT运算的时候 用M0 run和430的LEA的

模块run 我们是它的40倍

跟M0相比是40倍

用ARM Cortex-M3内核的话 我们是Cortex-M3的10倍

然后用M4的话，我们是它的4倍

所以你可以看到

在同样主频 在同样功耗的情况下

我们可以用更少的时间 去完成我们的一些数字运算

它主要的应用领域 第一个 超声热表

超声表 就是我们现在做一些超声波的产品的时候

它需要做很复杂的一些数字运算

这样的话我们可以直接用LEA来做

在一些工业震动检测的时候 我们可以用LEA来做

我不知道大家有没有碰到这样的场合

有的时候我要检测一个机器

机器有没有因为震动 造成我的机器 比如说加工的机床

造成偏移 那我们怎么去检测这个震动

那么也需要很高速的数字处理运算 所以说我们可以用

LEA来做 ARC就是我们的电弧检测

我们现在很多电器火灾 造成都是因为

我们的电路上面 电线上面有一些

电弧产生 电弧的产生在一些特定时候会引发火灾

我们可以用430去做这样的检测

像在以前做这样的检测 都只有用很高的DSP的

芯片来完成 还有一些声音的

检测 都可以用我们的LEA来完成

LEA能给大家带来什么 第一

减少我的执行的时间 来完成一些很复杂的

数字运算 数字信号运算

第二 可以在CPU处于低功耗模式

它可以独立地去run

让CPU可以完全休眠

所以我们可以在LP0 LPM0的模式

让LEA去run

[演讲人在调整思路]

这个在我们的低功耗模式中 我们可以节约

更少的功耗去run一些很复杂的运算

这也是我开始讲到的 我们

在MCU里面 加入LEA的模块

它能给大家在特定应用中 带来

一些很好的价值

我们做了两个对比 我们在以前传统的设计中

我们用ADC采样 然后做一个FFT的运算

然后把FFT运算的结果

显示出来 在一个MCU的周期里面

大概我们要占到这么长时间

而现在 如果用了LEA的运算单元

我可以把FFT的运算时间节约到700微秒

如果我们按照以前的用

MCU自己去运算的话 大概要做到9毫秒

大大缩小了运算的时间

这是一个很直观的对比

我们目前第一块带LEA的MCU的评估板

大家可以在网上去申请 是基于TI的

430 5994的评估板

大家已经可以去申请了

除了评估板之外 我们还有很多application notes大家可以下载下来看

它的应用场景就是可以用到 我们现在能够看到的一些

典型的应用场景 比如我们在智能家居里面

我们可以做玻璃的破碎检测

去做安防 当有人故意破坏

或者比如说把玻璃敲破的时候

我们可以用这个去检测

以前去检测这一块需要什么 需要很高DMIPS的MCU去做

功耗就非常大 我们用它就直接用电池就可以

一个小的设备 贴到玻璃上就可以检测了

OK 我开始也讲到可以做火灾检测

比如说电弧的一些检测

在表具类 我们可以做超声波的水表

超声波的气表 因为传统水气表都是用

机械的结构做的

用我们这块可以直接做到表里面去

在电机上 在工业应用中

我们可以做一些超声的测距

我们可以做一些震动的检测

还有这也有一个很典型的应用 就是我们一个智能锁的应用

我们有客户直接把一个小的电池

放到钥匙上面 然后通过钥匙

把电传到锁内部的处理器上面 让它工作

它可以做很快速的

加密的应用

在我们的磁盘上

我们加上这样一个MCU

可以对磁盘的震动进行检测

可以对磁盘的接口进行加密

在表具上 这是个典型的超声波表

我们以前里面全是用机械结构

用两个气囊去计量

我们现在用超声波计量的话 第一 我们没有了机械转动的

这些部件 它可以大大延长我们产品的寿命

它的精度也可以做得更高

OK

这是LEA模块 大家有什么问题没有

没有的话我进入到下一个 ok

[观众提问]

这个其实应该频率是大部分的震动都能够检测

至于你说某一个特定频率的检测 还是

就抖动

我们现在没有测 单独说某一个

某一类抖动

基本上说你用软件编程可以测

大部分的抖动

因为你最后是靠数字运算来判断 对吧

比如静止的时候是标准数据出来

抖动的时候是另外一个数据出来

它其实没有专门的频率 说哪一类频率能检测

哪一类不能检测

它不是一个sensor 而是一套数字运算

第一个是LEA 我不知道大家有没有在之前的任何场合或者

在TI的官网上看到这个IP

的介绍 有的可以举下手

没有啊 好 基本上都是很少有人了解到这一块的

在做LEA介绍之前 我有两个基本的概念

就说LEA的来源 所以我们做设计的时候

我们有两个非常想达到的目标

第一个是 没有人想去换电池

在我的产品中 最好的选择是我加

放了电池以后 在产品整个的生命周期

我都不要去换它

因为换电池 第一 意味着我的成本

第二个呢 我的设计就要为换电池做接口

我的整个产品的外观设计就要去

做一些特殊的设计

然后 我要做很复杂的数字运算的时候

往往意味着我要换更高处理性能的MCU

要去做更高DMIPS的MCU

甚至我要去用DSP来做

在这样的情况下 我们怎么来解决它呢

OK TI就有低功耗的LEA模块出来

LEA你可以把它理解成为一个 独立于

处理器之外的一个运算单元

它是一个低功耗的 可以做一些DSP运算的一个单元

它不需要CPU参与 它本身是一个32位的硬件的引擎

然后 在CPU进行休眠的时候

它可以独立去run一些自己编好程序的一些代码

有4K的RAM可以单独给LEA使用 所以在我们的memory里面

有4K单独的RAM给LEA使用

到目前 我们的DSP库里面

可以支持50种功能的运算

在这里面 我们还提供DSP的GUI的界面 一个可视化界面

帮助大家直接对LEA进行编程 而不需要大家一行一行写代码

比如说我要做一个32点的

FFT的运算 我不需要自己去做编程

我只需要在GUI里面把功能拖进来

OK 它自动会产生代码

它的功耗 它的最大主频是16M

它的功耗是67vA/M

所以我在run一个DSP算法的运算的时候

我的功耗只有67vA/M

我们有个简单的对比

比如说跑一个16位的256点的

FFT运算的时候 用M0 run和430的LEA的

模块run 我们是它的40倍

跟M0相比是40倍

用ARM Cortex-M3内核的话 我们是Cortex-M3的10倍

然后用M4的话，我们是它的4倍

所以你可以看到

在同样主频 在同样功耗的情况下

我们可以用更少的时间 去完成我们的一些数字运算

它主要的应用领域 第一个 超声热表

超声表 就是我们现在做一些超声波的产品的时候

它需要做很复杂的一些数字运算

这样的话我们可以直接用LEA来做

在一些工业震动检测的时候 我们可以用LEA来做

我不知道大家有没有碰到这样的场合

有的时候我要检测一个机器

机器有没有因为震动 造成我的机器 比如说加工的机床

造成偏移 那我们怎么去检测这个震动

那么也需要很高速的数字处理运算 所以说我们可以用

LEA来做 ARC就是我们的电弧检测

我们现在很多电器火灾 造成都是因为

我们的电路上面 电线上面有一些

电弧产生 电弧的产生在一些特定时候会引发火灾

我们可以用430去做这样的检测

像在以前做这样的检测 都只有用很高的DSP的

芯片来完成 还有一些声音的

检测 都可以用我们的LEA来完成

LEA能给大家带来什么 第一

减少我的执行的时间 来完成一些很复杂的

数字运算 数字信号运算

第二 可以在CPU处于低功耗模式

它可以独立地去run

让CPU可以完全休眠

所以我们可以在LP0 LPM0的模式

让LEA去run

[演讲人在调整思路]

这个在我们的低功耗模式中 我们可以节约

更少的功耗去run一些很复杂的运算

这也是我开始讲到的 我们

在MCU里面 加入LEA的模块

它能给大家在特定应用中 带来

一些很好的价值

我们做了两个对比 我们在以前传统的设计中

我们用ADC采样 然后做一个FFT的运算

然后把FFT运算的结果

显示出来 在一个MCU的周期里面

大概我们要占到这么长时间

而现在 如果用了LEA的运算单元

我可以把FFT的运算时间节约到700微秒

如果我们按照以前的用

MCU自己去运算的话 大概要做到9毫秒

大大缩小了运算的时间

这是一个很直观的对比

我们目前第一块带LEA的MCU的评估板

大家可以在网上去申请 是基于TI的

430 5994的评估板

大家已经可以去申请了

除了评估板之外 我们还有很多application notes大家可以下载下来看

它的应用场景就是可以用到 我们现在能够看到的一些

典型的应用场景 比如我们在智能家居里面

我们可以做玻璃的破碎检测

去做安防 当有人故意破坏

或者比如说把玻璃敲破的时候

我们可以用这个去检测

以前去检测这一块需要什么 需要很高DMIPS的MCU去做

功耗就非常大 我们用它就直接用电池就可以

一个小的设备 贴到玻璃上就可以检测了

OK 我开始也讲到可以做火灾检测

比如说电弧的一些检测

在表具类 我们可以做超声波的水表

超声波的气表 因为传统水气表都是用

机械的结构做的

用我们这块可以直接做到表里面去

在电机上 在工业应用中

我们可以做一些超声的测距

我们可以做一些震动的检测

还有这也有一个很典型的应用 就是我们一个智能锁的应用

我们有客户直接把一个小的电池

放到钥匙上面 然后通过钥匙

把电传到锁内部的处理器上面 让它工作

它可以做很快速的

加密的应用

在我们的磁盘上

我们加上这样一个MCU

可以对磁盘的震动进行检测

可以对磁盘的接口进行加密

在表具上 这是个典型的超声波表

我们以前里面全是用机械结构

用两个气囊去计量

我们现在用超声波计量的话 第一 我们没有了机械转动的

这些部件 它可以大大延长我们产品的寿命

它的精度也可以做得更高

OK

这是LEA模块 大家有什么问题没有

没有的话我进入到下一个 ok

[观众提问]

这个其实应该频率是大部分的震动都能够检测

至于你说某一个特定频率的检测 还是

就抖动

我们现在没有测 单独说某一个

某一类抖动

基本上说你用软件编程可以测

大部分的抖动

因为你最后是靠数字运算来判断 对吧

比如静止的时候是标准数据出来

抖动的时候是另外一个数据出来

它其实没有专门的频率 说哪一类频率能检测

哪一类不能检测

它不是一个sensor 而是一套数字运算