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Microchip推出首款低功耗数模转换器,集成非易失性存储器简化手持设备设计

来源: 电子产品世界
2020-10-23
类别:新品快报
eye 30
文章创建人 拍明

原标题:Microchip推出首款低功耗数模转换器,集成非易失性存储器简化手持设备设计

一、产品核心突破:低功耗与NVM一体化的设计创新

Microchip推出的首款低功耗数模转换器(DAC)集成非易失性存储器(NVM),解决了传统手持设备中DAC配置易丢失、功耗高、外围电路复杂等痛点,通过以下技术突破实现设计简化:

  1. 超低功耗架构

    • 工作电流:典型值低于100μA(部分型号可达μA级),待机功耗<1μA,适用于电池供电场景(如可穿戴设备、医疗传感器)。

    • 动态功耗优化:通过智能时钟门控和电源域隔离技术,仅在DAC输出更新时激活部分电路,降低无效功耗。

  2. 内置NVM简化配置管理

    • 存储容量:集成数KB至数十KB的NVM(如EEPROM或Flash),可存储DAC校准参数、默认输出值、设备ID等配置。

    • 无外部存储需求:传统设计需外接EEPROM存储配置,而集成NVM直接通过SPI/I²C接口写入,减少BOM成本和PCB面积。

    • 掉电保护:NVM支持10万次以上擦写寿命,数据保存20年以上,确保配置可靠性。

  3. 快速启动与初始化

    • 上电自动加载:设备启动时自动从NVM读取配置并初始化DAC输出,无需MCU干预,缩短启动时间至毫秒级。

    • 动态校准:支持通过NVM存储多组校准曲线,根据温度或电压变化实时切换,提升输出精度。

二、技术优势对比:传统DAC vs. 集成NVM的Microchip DAC


指标传统DAC方案Microchip集成NVM DAC方案
BOM成本需外接EEPROM/Flash + 离散元件单芯片集成,减少元件数量
PCB面积占用空间大体积缩小30%-50%
启动时间MCU初始化+EEPROM读取(>100ms)自动加载NVM配置(<10ms)
功耗待机功耗高(μA至mA级)待机功耗<1μA,动态功耗优化
可靠性外部存储易受干扰内置NVM抗辐射、抗EMI,数据安全
设计复杂度需MCU编程控制独立工作或通过简单接口配置


典型应用场景优化

  • 医疗设备(如便携式超声仪):通过NVM存储探头校准参数,避免每次开机重新校准。

  • 工业传感器:存储出厂默认值和用户自定义阈值,支持现场快速恢复配置。

  • 消费电子(如智能手表):低功耗特性延长电池续航,集成NVM减少PCB层数。

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三、设计简化案例:手持式医疗监护仪

传统设计痛点

  1. 需外接EEPROM存储DAC校准数据,增加PCB面积和成本。

  2. 启动时需MCU读取EEPROM并初始化DAC,耗时>200ms。

  3. 电池供电时待机功耗高(>50μA),影响续航。

采用Microchip DAC后的改进

  1. 单芯片集成:DAC+NVM集成于1.6mm×1.6mm QFN封装,PCB面积减少40%。

  2. 快速启动:上电后自动从NVM加载校准数据,启动时间缩短至8ms。

  3. 超低功耗:待机功耗仅0.8μA,支持设备连续工作数月(单节CR2032电池)。

  4. 可靠性提升:内置NVM抗干扰能力强,避免外部存储数据丢失风险。

四、关键技术参数与选型建议

典型型号(示例)

  • DAC精度:12位/16位可选,支持单通道或多通道输出。

  • 接口类型:SPI/I²C兼容,支持菊花链连接。

  • 温度范围:-40℃至+125℃(工业级),满足严苛环境需求。

  • 封装:QFN、WLCSP等超小型封装,适配手持设备。

选型建议

  1. 对功耗敏感:优先选择μA级待机电流型号(如MCP47X6X系列)。

  2. 需要多通道输出:选择支持4通道或8通道的型号,减少外围电路。

  3. 高温环境:选择工业级温度范围的型号,确保长期稳定性。

五、市场竞争力与行业影响

  1. 填补市场空白

    • 传统低功耗DAC需外接存储器,而集成NVM的方案显著简化设计,尤其适合空间受限的穿戴设备。

    • 对比竞品(如TI、ADI的同类方案),Microchip在功耗和成本上更具优势。

  2. 推动手持设备创新

    • 降低设计门槛,加速医疗、工业、消费电子等领域的小型化、低功耗化进程。

    • 未来可能扩展至物联网(IoT)边缘节点,支持本地数据采集与处理。

六、总结:Microchip DAC的三大核心价值

  1. 超低功耗:延长电池续航,适配可穿戴设备需求。

  2. 集成NVM:简化配置管理,减少BOM成本与PCB面积。

  3. 快速启动与高可靠性:提升系统响应速度与数据安全性。

直接结论
对于需要低功耗、小体积、高集成度的手持设备设计,Microchip的集成NVM DAC是最优选择,尤其适合医疗、工业传感器、消费电子等场景,可显著缩短开发周期并降低成本。


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标签: 数模转换器

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