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Irena Zhuravchak
伊雷娜·朱拉夫恰克
技术文档 应用工程师
已发布: 2024年11月12日

如今,最重大的市场挑战之一是将各种功能组合在单个芯片中,以最大限度地减小器件的尺寸,同时为信号处理和数据管理提供高灵活性、效率和最佳质量。 Renesas AnalogPAK™ SLG47011 是应对这些挑战的绝佳解决方案。

让我们从基础开始 - AnalogPAK 是 GreenPAK™ 可编程混合信号产品系列中相对较新的子系列,具有嵌入式高性能模拟模块,可通过客户定义的逻辑功能进行配置和控制,以实现各种场景。 所有宏单元都封装在一个 IC 中,以实现常见模拟和数字元件的高度集成。 该 SLG47011 代表了 GreenPAK 技术发展的一个重要里程碑,标志着可编程混合信号 IC 的新时代。 这款最新芯片基于 GreenPAK 的基本原理构建,同时引入了高级功能,极大地扩展了其能力,为混合信号设计的灵活性、性能和集成度设定了新标准。

使用 SLG47011 可以执行比以往更复杂的设计。 工程师可以使用 SLG47011 的新模块卸载或扩展 MCU 的性能,例如可编程增益放大器 (PGA)、模数转换器 (ADC)、数模转换器 (DAC)、配置 A-D 和 D-A 转换、滤波、数据存储、增益和偏移补偿等。 模拟模块加上 GreenPAK 可配置逻辑可以轻松地用 MCU 替换复杂的 AFE。 为了更好地节能,所有宏单元都有新颖灵活的用户定义省电模式。 在休眠模式下,芯片仅消耗 ~0.6μA。 与往常一样,GreenPAK 系列为您的混合信号项目提供低成本的微型封装产品。

下面您可以看到一个框图,说明了 SLG47011 的内部结构。

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SLG47011 AnalogPAK block diagram
SLG47011 AnalogPAK 框图

从上图可以看出,除了通常的 GreenPAK 完全可配置的模块(如 LUT、触发器、移位寄存器、定时器、计数器和延迟)外,SLG47011 还有一些新的(蓝色)和改进的(绿色)模块。

由于所有这些模块, SLG47011 支持广泛的应用 ,例如 HART 调制解调器、传感器接口(带冷端补偿的热电偶接口、带增益和偏移误差补偿的桥式传感器接口、作为传感器电源的电流源、内部温度和 Vref (Vcc) 感应)、电流/电压/功率/温度监控和保护、电容式传感器按钮、 解决 RGB LED 控制、MPPT 控制器和许多其他功能。

让我们看一下使这一切成为可能的芯片结构,从芯片的核心 – PGA、ADC 和缓冲器模块开始。 高度可配置的低偏移 PGA 允许用户选择更适合输入信号要求的不同放大器模式和配置。

下一个加权模块是尖端的 14 位逐次逼近寄存器模数转换器 (SAR ADC) 宏单元,在 14 位模式下提供高达 1Msps 的闪电般采样率,在 8 位模式下则提供高达 2.35Msps 的采样率。 它具有并行数据输出、自动校准和可选时钟源等功能,可为您的信号处理需求提供无与伦比的精度和多功能性。

释放我们芯片的四个多功能 数据缓冲器的强大功能,可定制以存储或处理来自 ADC 或 CNT/DLY 源的数据。 通过可选的长度和初始数据设置,用户可以无缝定制他们的体验,无论是在存储、移动平均还是过采样模式下,都能实现无与伦比的操作。

现在,让我们切换到 SLG47011 的内存。 Memory Table 宏单元 是一个内存块,包含 4096 个 12 位字,具有 12 位地址和数据端口。 客户可以选择 RAM 模式(用于 ADC 数据缓冲和通过 I²C/SPI 进行外部传输)和 ROM 模式(用于快速访问预编程数据阵列),从而实现高效的功能实现和快速线性化,而没有计算延迟。

SLG47011 有一个 12 位 Width Converter 宏单元,旨在将内存表宏单元中的数据提供给连接矩阵。 选择您喜欢的输出格式:12 位并行输出、3 个 4 位字、6 个 2 位字或一个串行位流,提供无与伦比的灵活性,满足您的应用需求。

现在我们已经接收、放大、采样和存储了大量数据。 这听起来已经很棒了;但是,SLG47011 还有一个技巧 - MathCore 块。 此 Mathematical Core 模块支持四种数学运算:加法、减法、乘法、除法(右移)及其组合。 MathCore 的输入源可以是 ADC 通道、内存表输出、数据缓冲器输出或来自寄存器的常量。

该芯片的设计者并没有就此止步,并决定添加一个改进的带磁滞的多通道数字比较器宏单元 (DCMP)。 它比较多达 4 个数字通道,具有同步或顺序结果外观。 也可以选择连续采样或一次性顺序采样。

除了上面描述的模块之外,还有一个 PWM 模块、一个 12 位 DAC、一个电源控制器和一大组逻辑(LUT、触发器、计数器、延迟等)。

使用我们的 SLG47011 提升您的信号处理和数据管理应用,这是适用于各种解决方案的终极 IC。 通过将多种功能整合到单个芯片上,它简化了设计,最大限度地减小了电路板尺寸,降低了功耗,并降低了组件成本。 体验效率和创新的缩影,使您的项目在性能和成本效益方面达到新的高度。

请访问 renesas.com/slg47011 获取更多信息,或 订购试剂盒 以开始评估。