Texas Instruments, oder kurz TI, ist seit einigen Jahrzehnten eines der führenden Unternehmen in der Halbleiterbranche. Das Unternehmen ist für sein umfangreiches Produktportfolio, vor allem im Bereich der digitalen Signalprozessoren und analogen integrierten Schaltungen, weltbekannt. Außerdem bietet TI vier Mikrocontroller-Familien in unterschiedlichen Marktsegmenten an: von den energiesparenden MSP430-16-Bit-MCUs über die leistungsstarken C2000-32-Bit-Echtzeit-Controller bis hin zu den Tiva™ C Series ARM®-MCUs und den Hercules Sicherheits-ARM-MCUs, die für Sicherheitsanwendungen entworfen wurden.

 

Neben dem umfangreichen Angebot an Mikrocontrollern bietet das Unternehmen umfassenden Support für Entwickler und Ingenieure. TI bietet dazu Mikrocontroller-Entwicklungskits und Plug-in-Module, die gewöhnlich mit den Namen LaunchPads und BoosterPacks bezeichnet werden. Daneben bietet TI eine umfangreiche Palette an günstigen oder kostenlosen Softwareentwicklungstools und eine wahre Fülle an Anwendungsreferenzentwürfen.

 

16-Bit-MSP430-Mikrocontroller

Die extrem energiesparenden RISC-basierten Mischsignal-Mikrocontroller der 16-Bit-MSP430-Reihe sind für eine Vielzahl energiesparender und mobiler Anwendungen geeignet. Die geringe Leistungsaufnahme der MCU kann durch eine Kombination aus einem Fertigungsverfahren für geringen Leckstrom, fortschrittliche Design- und Konstruktionstechniken und durch Software verwaltete Energiesparfunktionen auf Peripherie- und Geräteebene erreicht werden. Über 400 MSP430-Produkte bieten leistungsstarke Peripheriebauteile einschließlich USB-, RF-, LCD-Controllern und Sigma-Delta-ADCs. Diese Integration ermöglicht Lösungen mit geringerem Platzbedarf und verringerten Materialkosten. Die Peripheriebauteile sind darauf ausgelegt, maximalen Funktionsumfang zu bieten und Systeminterrupts, Resets und Buszuteilung mit geringstmöglichem Stromverbrauch bereitzustellen. Viele Peripheriebauteile können autonom betrieben werden, so dass die aktive CPU-Zeit minimiert wird.

 

Die MSP430-MCUs bieten eine breite Auswahl an Flash-Optionen von 0,5 KB bis 512 KB, bis zu 64 KB RAM, bis zu 25 MHz und sind in mehr als 25 Gehäusen mit bis zu 113 Kontakten erhältlich. Ein wichtiger Bestandteil der 16-Bit-MSP430-Reihe ist die äußerst kosteneffektive MCU-„Value Line“.

 

Als einzigartiges Element der „FRAM Series“ der MSP430-Plattform kommt eingebetteter FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) zum Einsatz. Dabei handelt es sich um einen nicht flüchtigen Speicher, der die Geschwindigkeit, den extrem geringen Stromverbrauch und die Flexibilität von SRAM mit der Zuverlässigkeit und Stabilität von Flash verbindet. Programme und Daten werden in einem vereinheitlichten Speicherraum kombiniert und so ein sehr geringer Stromverbrauch und eine benutzerfreundliche Mikrocontrollerarchitektur verwirklicht. Die CC430-Technologieplattform ist eine Untergruppe dieser Produktreihe. Sie bietet eine SoC-Lösung mit einer der energiesparendsten HF-Mikrocontroller-Familien. Damit lassen sich auch anspruchsvolle Anwendungen realisieren, darunter fortschrittliche HF-Netzwerkanwendungen in den Bereichen Industrie- und Gebäudeautomatisierung, Asset Tracking, Energy Harvesting, Alarm- und Sicherheitssysteme u.v.m.

 

Es ist eine breite Palette an MSP430-Starterkits oder „LaunchPads“ erhältlich, so dass Entwickler sich schnell mit den MSP430-MCUs vertraut machen können. Die wichtigsten LaunchPad-Kits:

 

Das MSP-EXP430G2 LaunchPad ist ein benutzerfreundliches Flash-Programmiertool, das alles Nötige bietet, um mit der Entwicklung an MSP430 Value Line-MCUs zu beginnen. Es enthält eine Zielplatine mit DIP-Sockel und integrierter Emulation für die schnelle systeminterne Programmierung und das Debugging von MSP430-Geräten. Der Flash-Speicher kann innerhalb weniger Sekunden gelöscht und programmiert werden, und da der MSP430 Flash eine sehr niedrige Leistungsaufnahme hat, ist kein externes Netzteil erforderlich. Das LaunchPad verbindet MSP430-Geräte mit einer integrierten Entwicklungsumgebung wie Code Composer Studio IDE Version 4, die für MSP430 Value Line-MCUs kostenlos und unlimitiert nutzbar ist. Das LaunchPad unterstützt alle MSP430G2xx-Flash-Komponenten in einem 14- oder 20-poligen DIP-Gehäuse.

 

Das MSP430F5529 LaunchPad ist ein benutzerfreundliches Evaluationsmodul für den Mikrocontroller MSP430F5529 USB, das alles enthält, was für das Entwickeln benötigt wird, darunter On-Board-Emulation sowie On-Board-Schaltflächen und LEDs für das einfache Hinzufügen einer Benutzeroberfläche. Dank der 40-poligen Steckverbinder und einer breiten Palette an BoosterPack-Plug-in-Modulen, die Technologien wie Funkverbindungen, Display-Treiber, Temperatursensoren u.v.m. ermöglichen, ist Rapid Prototyping sehr einfach. Die Platine ist mit vielen TI HF-Funk-Evaluationsmodulen mit geringer Stromaufnahme wie dem CC2520EMK kompatibel.

 

Die MSP-EXP430FR57xx Experimentierplatine ist eine Entwicklungsplattform für die MCU-Familie MSP430FR57xx, die FRAM-Speicher nutzt. Das Kit enthält die 8 MHz MSP430FR5739 MCU mit 16 KB FRAM und 1 KB SRAM sowie einen Beschleunigungsmesser, einen Temperatursensor, LEDs, Schalter, Verbindungen für HF-Module und ein integriertes Flash-Emulationstool.

 

Die eZ430-Entwicklungsplattform von TI bringt die Entwicklungsmöglichkeiten auf die nächste Ebene und enthält sämtliche für ein vollständiges MSP430-Projekt benötigte Hard- und Software. Und das alles auf einem mobilen USB-Stick! Die eZ430-Tools beinhalten eine kostenlose IDE, die vollständige Emulationsmöglichkeiten bietet und abtrennbare Zielplatinen. Ein wichtiges Beispiel ist das MSP430 Solar Energy Harvesting Development Tool, wobei es sich um ein komplettes Solar-Energy-Harvesting-Entwicklungskit handelt, mit dem man ein kontinuierlich mit Energie versorgtes Funk-Sensornetzwerk aufbauen kann.

 

32-bit C2000 Echtzeit-Controller-MCUs

C2000™-Geräte sind 32-Bit-Mikrocontroller mit leistungsstarker integrierter Peripherie, die für Anwendungen mit Echtzeitsteuerung entwickelt wurden. Die C2000-MCUs laufen mit bis zu 300 MHz, 1 MB Flash-Speicher und 512 KB RAM und basieren auf dem TMS320C28x-32-Bit-DSP-Kern, der Single-Cycle 32x32-Bit-Hardware-Vielfache und Single-Cycle-Anweisungsausführung bietet. Der für rechenintensive Anwendungen optimierte Core gibt Entwicklern ein Werkzeug zur Verbesserung der Systemeffizienz, -zuverlässigkeit und -flexibilität an die Hand. Die C2000-Enticklungstools – darunter die kostenlose controlSUITE – bieten eine offene Plattform, die das Ziel verfolgt, die Nutzerfreundlichkeit zu steigern und die Entwicklungszeit zu verringern.

 

Das wichtigste LaunchPad für die C2000-Echtzeitsteuerungs-MCUs ist das C2000 Piccolo LaunchPad. Dabei handelt es sich um eine günstige Evaluationsplattform, die auf dem Piccolo TMS320F28027 basiert und Merkmale bietet wie 64 KB On-Board-Flash-Speicher, 8 PWM-Kanäle, 12-Bit-ADC, I2C/SPI und UART. Das Kit enthält außerdem einige Hardware-Features wie einen integrierten isolierten XDS100 JTAG-Emulator für einfaches Programmieren und Debuggen, 40 PCB-Kontakte für einfachen Zugang zu den Kontakten des F28027-Prozessors sowie Reset- und programmierbare Schaltflächen. Das LaunchPad bietet über das kostenlose Tool controlSUITE außerdem Zugriff auf Beispielcodes, Bibliotheken, Treiber und weitere Ressourcen. Neben controlSUITE können die Nutzer auch eine unlimitierte Version von Code Composer Studio IDE Version 5 herunterladen. Dieses LaunchPad ermöglicht das Lernen und Entwickeln von Echtzeitsteuerungssystemen in Bereichen wie digitale Beleuchtung, Motorsteuerung, digitale Energieumwandlung, Präzisionssensorik u.v.m.

 

32-bit Tiva™ C Series MCUs

Die Tiva™ C Series nutzt einen ARM Cortex-M4-Kern mit skalierbarem Speicher und Gehäuseoptionen, unerreichter Konnektivitätsperipherie und fortschrittlicher Analogintegration. Zu den Highlights der TM4C123x MCU gehören beispielweise eine Leistung von bis zu 80 MHz, bis zu 256 KB Flash-Speicher, bis zu 32 KB Single-Cycle-SRAM und 2 KB EEPROM, zwei High-Speed-12-Bit-ADCs, bis zu zwei CAN 2.0 A/B-Controller; serielle Kommunikation über 8 UARTs, 6 I2Cs und 4 SPIs sowie eine geringe Leistungsaufnahme ab 1,6 uA.

 

Ein wichtiges LaunchPad-Kit für die Tiva™ CSeries ist das TM4C123G LaunchPad Kit, eine günstige Evaluationsplattform für ARM-Cortex-M4F-basierte Mikrocontroller. Das Kit enthält einer TM4C123GH6PM-Mikrocontroller mit USB-2.0-Schnittstelle und Hibernation-Modul. Es bietet außerdem programmierbare Schaltflächen und eine RGB-LED für individuelle Anwendungen. Die stapelbaren Steckverbinder des LaunchPads erleichtern die Erweiterbarkeit mit weiterer Peripherie durch die MCU-BoosterPacks von TI, wie dem CC3000-WLAN-Evaluations-Plug-in-Modul.

 

32-bit Hercules Sicherheits-Mikrocontroller

Die Sicherheits-Mikrocontroller-Plattform Hercules besteht aus drei ARM® Cortex™-basierten Mikrocontroller-Familien. Die Hercules-Plattform wurde speziell für sicherheitskritische Anwendungen nach IEC 61508 und ISO 26262 entwickelt und bietet erweiterte integrierte Sicherheitsmerkmale sowie skalierbare Leistungs-, Konnektivitäts- und Speicheroptionen. Zu den Highlights gehören: Der ARM Cortex-R4-Kern bietet sowohl Fest- als auch Fließkommaoptionen und eine Leistung von 1,66 DMIPS/MHz; Taktfrequenzen von 100 MHz bis 220 MHz; 348 KB bis 3 MB Flash-Speicher mit EEC und 32 KB bis 256 KB RAM mit EEC; Motorsteuerung und programmierbare Timerschnittstellen sowie umfangreiche Netzwerk- und Kommunikationsperipherie wie Ethernet, USB (Host und Gerät), CAN, UART, SPI und I2C.

 

Zu den für den Hercules Sicherheitsmikrocontroller erhältlichen LaunchPad-Kits gehören das Hercules RM42 LaunchPad sowie das Hercules TMS570LS04 LaunchPad. Dabei handelt es sich um günstige Evaluationsplattformen für den Einstieg in die Hercules-Mikrocontroller-Plattform. Das erste Kit basiert auf dem Hercules RM42L432, während das zweite Kit auf dem TMS570LS0432 basiert. Beide Kits bieten On-Board-Emulation zum Programmieren und Debuggen, On-Board-Schaltflächen, LEDs und Umgebungslichtsensoren und den standardmäßigen 40-poligen BoosterPack-kompatiblen Erweiterungssteckverbinder zur Unterstützung einer breiten Palette an Plug-in-Modulen für erweiterte Funktionalität wie z. B. Displays. Beide Kits sind außerdem vorprogrammiert mit der Hercules Sicherheits-MCU-Demo, die es den Nutzern ermöglicht, die wichtigsten sicherheits-, daten- und steuerungsrelevanten Merkmale der Hercules MCU-Plattform kennenzulernen.
 

Softwareentwicklungstools

TI bietet für alle seine Mikrocontroller-Plattformen das auf Eclipse basierende Code Composer Studio (CCStudio) an, eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) für die eingebetteten Prozessoren von TI. CCStudio besteht aus einer Suite von Tools für die Entwicklung und das Debugging eingebetteter Anwendungen und enthält Compiler für alle Produktfamilien von TI, einen Quellcode-Editor, eine Build-Umgebung für Projekte, Debugger, Profiler, Simulatoren, ein Echtzeitbetriebssystem und viele weitere Funktionen. Die intuitive IDE bietet eine zentrale Benutzeroberfläche, die Sie durch jeden Schritt der Anwendungsentwicklung führt. Code Composer Studio basiert auf dem Open-Source-Framework Eclipse und kombiniert die Vorteile dieses Frameworks mit fortschrittlichen eingebetteten Debugging-Möglichkeiten.

 

Zusätzlich werden die TI-Tools durch Third-Party-Tools von Mentor Graphics, IAR Systems, Keil, ARM u. a. erweitert, so dass eine vollständige Entwicklungsumgebung für die Mikrocontroller von TI geboten werden kann, die Compiler, Debugger, Analyzer und Simulatoren enthält.