采用智能化更高的传感器接口能将16位的高性能cpu与16位adc的处理功能相结合，从而大幅简化设计工作，尤其是在集成解决方案体积较小、价格较低的时候更是如此。本文将重点介绍上述数据采集系统架构的各种优势，其中包括更低功耗、更小体积、更少的主机cpu负载、功能齐备以及传输中可配置性等。 为什么要寻找“更智能化”的解

采用智能化更高的传感器接口能将16位的高性能cpu与16位adc的处理功能相结合，从而大幅简化设计工作，尤其在集成解决方案体积较小、价格较低的时候更是如此。本文将重点介绍上述数据采集系统架构的各种优势，其中包括更低功耗、更小体积、更少的主机cpu负载、功能齐备以及传输中可配置性等。

为什么要寻找“更智能化”的解决方案

对负责系统后端的模拟设计员而言，通常只能对adc进行优化。不过，时数字接口基本已经不能变更了。当然，非常多的主机处理器都具备极高的性能且集成了灵活的adc功能，而许多mcu都能理想地满足各种应用需求。不过需要再次强调的是，mcu的选用是由多种要求决定的，而模拟功能只是其中的一部分。

除了花费大量时间开发昂贵的asic、承担高风险之外，还有没有别的办法呢？办法当然是有的。若不将模拟功能与主机处理器相集成，那么将数字智能集成至adc中又未尝不可呢？这就能实现“更智能化”的设备，既能充分满足传感器前端的模拟性能要求，又具备与系统主机处理器接口相连的足够灵活性。

小智慧有大作用

毫无疑问，这不是一种新的概念，不过却经常被忽视。只要可能，我们就应采用智能 adc 数据采集系统，其对系统的影响大大超过此前介绍的范畴。一般说来，设计人员考虑的问题包括智能处理器解决方案的大小或占板面积，当然价位也是非常重要的因素。价格通常是大多数高销量应用的限制因素，这使设计人员不得不采取效率较低的、会影响集成度的独立解决方案。

智能adc系统架构的优势在于，数字和模拟设计都具备极大的灵活性，这同时也为软件开发提供了极高的灵活性。智能adc解决方案的集成cpu和数字外设实现了更简单的a／d 控制和数据处理功能。adc 不仅具有全面可编程性，而且无须与主机cpu 互动就能实现传输中控制。此外，智能adc作为模拟信号的预处理器，不仅能捕获已转换的数字数据，还能在向系统主机传递数据之前对数据进行处理。这使求数据平均值乃至更复杂的数据过滤等功能都得以简化。

为了说明上述功能减轻主机负荷，我们不妨考虑外部16位adc采用3线spi接口通信的简单例子。主机不仅要配置adc，等待转换完成，还要检索每个16 位结果，并处理得出平均值。即便在adc与主机处理器集成的情况下，能优化的也只是数据通信。主机仍要处理数据、计算平均值，并提供所有 adc 控制和配置功能。

我们不妨将这种简单而低效的系统与智能 adc 系统相比较，智能系统具备相同的主机功能，但主机只需从“智能” adc中检索数据。所有adc控制功能和预处理的数据以及平均值计算都由智能adc完成，从而解放了主机，使其能从事更高级的功能。

智能化程度更高的mcu是解决之道

超低功耗msp430f2013 mcu就是此类智能型adc的一个优秀典范。所有的adc控制和数据处理均无需主机完成，不仅提高了灵活性，而且还加强了整个系统的效率。这乍看起来似乎对降低成本、提高存储器容量以及cpu吞吐量等方面没什么大用，但是我们需考虑到，有的任务每秒必须要处理数十次、上百次，乃至上千次。因此，智能adc所能实现的优势是极为明显的。

智能程度更高的adc所带来的优势和功能远远超出了a/d 转换及数据处理的范畴。在更高的层面上，msp430f2013的2kb片上存储器可存储校准数据，以及针对温度变化的传感器补差表，补偿传感器采样信息的不足。此外，闪存与128b ram还能存储数据日志和多采样缓冲。系统主机可用剩余的存储器存储其他各种数据。

msp430超低功耗架构的关键优势之一也进一步扩展到了系统模拟领域，能实现非常灵活且易于管理的电源架构，从而充分满足电流需要。由于处理器的唤醒时间不到1μs，因此该解决方案有助于我们大幅降低平均系统功耗要求。

结论性的设想

如果您下次设计混合信号应用时要采用外接adc，那么不妨考虑一下各种选择。采用简单的外部模数转换器可能并不是最好的解决方案，特别是当采用智能adc较为合适时更是如此。

“智能传感器接口”能够将16位cpu与16位adc的处理能力完美结合在一起，从而大幅简化设计工作，尤其是在解决方案体积较小时优势更为显著；而且其成本基本相当于专用模数转换器解决方案，有时甚至还会更低。这种数据采集系统架构的优势还能扩展到其他设计领域，如降低功耗、提高系统可升级性以及实现最终设备的差异化创新等。

　　信息来源：ｉｃ７２