湿手也能实现准确按键触摸，主附核协作实现更高代码执行效率——Microchip推出业界首款M23内核超低功耗SAM L11和双DSC内核dsPIC33CH

 去年ARM推出了M23/33内核，内置TrustZone技术，旨在针对M0+和M3/4实现安全能力加持的替选方案。Microchip是首批购买授权的厂商之一，而且开发速度也最快，在6-26日率先发布了基于Cortex-M23内核的SAM L10/11微控制器。除此外，还同期发布了双DSC内核的dsPIC33CH系列MCU。这两款全新微控制器都有什么过芯之处?在北京召开的新品发布会上，Microchip MCU16产品部副总裁Joe Thomsen和Microchip MCU32产品部副总裁Rod Drake对其进行了精彩地分享。

SAM L11：支持湿手按键触摸、超低功耗的安全微控制器

-安全

前文已经提及，SAM L10/11是业界首款采用Cortex-M23内核的微控制器。安全是它从根上就带着的重要特性，然而除了根上的TrustZone技术外是不够的，Microchip还做了很多安全的工作。从上图中可以看到，在芯片内部的device service单元内，内置一个安全Debug模块;在主核外还有一个加密加速器(Crypto Accelerator);在Boot ROM的里面也添加了一个安全启动模块。需要注意的是，这些安全硬件特性都是L11才有的。

为什么只有TrustZone是不够的呢?从上图中可知，除了软件攻击外，还有固件升级、通信攻击和物理攻击多种安全隐患，而有了TrustZone、安全引导程序、加密加速器等功能，才可以构建一个全面的安全框架。

据Rod先生介绍，SAM L11是目前市面上唯一一个内核采用M23的，第二它有整系列加密模块保证安全性。第三，还有一整套关于物理侵入方面的解决方案。所以，SAM L11可以在市场上脱颖而出。

除此外，我们还了解到，Microchip还有一个第三方的合作伙伴Trustonic，提供 Kinibi-M的SDK，这可以看作是一个安全化的操作系统。开发者可以通过GUI选择来实现模块化，将TrustZone+芯片级的安全抽象化。Trustonic之前主要专注于移动设备的安全环境搭建，Kinibi-M是其首个面向MCU开发的安全系统。

-低功耗

上面给大家介绍了L11不少安全的特性，而作为一款MCU，超低功耗也是客户一直关注的焦点。SAM L10/11在这一点上也是不遗余力，将之前AVR上面的picoPower技术，给移植了上来，号称实现了业内最佳的认证低功耗规范，认证分数是排名第二的两倍。数据来源于EMBC的ULPMARK，因此可信度无需置疑。

通过EMBC官网我们可以看一下大家的分数如下图，在1.8V时候表现优异的是ST的STM32L433 Rev1(347分)和TI的MSP432P401R(222分);而在3V电压时两者的分数分别为181和164。相比较起来，Microchip的SAML10/11确实达到了业界最优异的水平，但是与官方宣称的“认证分数是排名第二的同类竞争产品的两倍”有所差异。笔者臆测或许这里的同类竞争产品指的是MSP432而非STM32L433。

针对低功耗，各家皆有独门秘籍，STM32L433中使用的是FlexPowerControl的技术，而Microchip的SAM L10/11则是采用了一种叫做picoPower的技术。对Microchip的产品有所了解的工程师应该不难发现，这项技术其实最早来源于AVR的产品。picoPower包含寄存器、时钟、欠压检测和闪存采样等多种技术，可以有效地降低待机和睡眠等情况下的漏电流，提高电池寿命。在开发系统方面，Microchip还提供了功耗调试器和Data Visualizer这两种工具。

-触摸

在SAM L10/11上，Microchip实现了更为出色的触摸解决方案。据介绍称，在SAM L10/11内配置了增强型外设触摸控制器(PTC)，可以实现更好的干扰屏蔽和并行采集。这种触控方案可以实现出色的耐水性，另外并行采集的速度也达到了原来的4倍，可以同事处理多个按钮。开发环境方面有QTouch配置器、QTouch模块化库和2D触摸表面库这几种工具，在多种触摸按键应用场景中均可实现出色表现。如下图，在发布会的现场，Rod先生特地准备了一个喷雾器，在触摸按键上尽可能的喷了很多水，然后依然实现了很精准和零延时的按照响应。

dsPIC33CH：双核协作实现更高代码执行效率

据Joe Thomsen先生介绍，客户在产品开发过程中时常会面临多个不同团队软件集成的问题。dsPIC33CH采用了双DSC内核的设计，在进行产品设计的时候，一个团队可以专注于时间关键型的控制代码开发，另一个团队可以专注于其它应用开发。比如在一个空调的应用中，功率因数校正的工作可以交与主内核执行，而从内核可以进行风扇和压缩机的控制工作。

dsPIC33CH采用了双核双外设的设计，每个内核都挂上了自己独立的外设，两者不可共享，但是外设引脚可以随意进行分配，具体规则请参考官网数据手册。从外设来看不难看出，主内核配备更多通信外设，将执行更多通信工作;而从内核配有更多模拟外设和PWM外设。据悉，从内核的PWM功效性是主内核的两倍以上，两个内核同时自主运行，相互之间通过一种叫做mailbox的编解码进行通信。

dsPIC33CH特别针对数字电源、电机控制和高性能嵌入式这几种应用场景设计而来。以数字电源场景举例来说，较高的开关频率可以实现较高的功率密度，自适应的算法可在各种不同的负载条件下提高效率，非线性和预测性算法改善了对瞬态条件的动态响应。据Microchip提供的图表来看，相比dsPIC33EP GS系列，dsPIC33CH MP系列在响应延时上从543ns提高到了280ns。

而在开关频率这一参数指标上，双dsPIC33CH内核相比dsPIC33EP GS实现了4倍的提升，可以达到超过2MHz的开关频率，非常适合GaN技术。Joe表示，开关的频率大大增加了使得在补偿处理功耗方面，整个环的频率会大大增加，增加值可以达到两个兆赫。现在通常应用的场景当中都是一个复杂的算法，但是由于dsPIC33CH可以每500纳秒就进行一次升级更新，所以在这个情况下算法能够让这些被动的单元处于休眠状态，集中处理这些主动的单元。所以它会降低整个系统的成本。

Joe还在现场演示了一个电机控制和GUI界面的demo。附核可以用于控制电机的转速，而主核来对电机参数等进行显示控制。关闭了附核之后，虽然电机可以继续转动，但是不能再进行参数调节。两个核可以完全独立工作，并且可以单独关闭实现节能。从屏幕的显示来看，主核被称为master core，而从核被称为slave core，非常有趣。

在此次发布会上发布的这两款MCU，分别代表了Microchip在16位和32位微控制器方面的最新技术，并且这两款产品对于其目标市场也是十分明确，双DSC核的dsPIC33CH可以在电机控制，开关电源等领域带来不错的表现提升;而SAM L10/11则可以在低功耗物联网控制节点上展现自己的价值。首款搭载M23的MCU已经面世，相信其它拿到了M23和M33授权的厂商也会尽快推出自己的安全微控制器产品。