高效能MCU助阵 LED照明系统增添智能功能

开发人员也可运用无线射频（RF）技术，以无线方式连接装置。透过模组化架构，装置可採用任何最适合客户的连线技术。无论是PLC或无线区域网路（Wi-Fi）连结，都可透过标准I2C或串列周边介面（SPI）连接埠将资料传送至MCU。

提供高弹性LED产品设计　PiccoloMCU支援多电源拓扑

PiccoloMCU架构是专为数位电源控制所设计，能够弹性支援多种电源拓扑。此一领先业界的PWM系列具备高解析度负载週期（Duty-cycle）控制及高解析度停滞带（Deadband），能以高效率有效控制功率级。同样地，进阶的PWM亦能够运用照明控制，产生极为精确的色彩输出及调光亮度。此外，Piccolo MCU可透过多达十六个PWM输出，个别控制十六个LED灯串。

12位元高解析度类比数位转换器（ADC）可补强PWM，并且达到快速取样，其转换速度高达每秒四百六十万次。PWM及ADC模组能让工程人员建立准确的回馈迴路（Feedback Loop），迅速因应变化的系统以及环境运作状况。

内建的故障防护机制可确保系统能够处理过流及过压状况。PWM故障跳脱区能够让系统避开中央处理器（CPU），在系统受损前，以非预期之系统状况中的预先设定状态快速改动PWM讯号。使用立即可用的韧体驱动程式与整合式I2C、SPI、通用异步收发器（UART）、通用序列匯流排（USB）及控制器区域网路（CAN）周边能够让Piccolo满足各种应用的连线需求。

为降低系统成本，开发人员须要MCU提供足够的处理能力，以实作功率级、LED控制、感测器输入以及单一MCU的远端连线。此高整合度能够大幅度地降低照明设计的成本。

Piccolo MCU供应商提供一个可支援包括入门级装置到使用PLC的复杂多灯串系统的32位元MCU。透过核心处理器可提供MCU装置的数位讯号处理器（DSP）效能，并处理功率级计算、LED灯串控制，以及DMX512等所有照明通讯协定。Piccolo提供优化的数学运算、即时控制的中断驱动架构，以及因应事件变化的可程式弹性，对照明应用而言是最理想的选择。

现今新款MCU亦整合控制律加速器（CLA）。该独立处理核心可进行双核心运算，不须要因第二个MCU耗费额外成本或固定开支。CLA可在DSP核心之外独立执行，达到有效的平行处理效果。透过划分核心及CLA核心之间的照明系统功能，Piccolo MCU可在单一晶片执行完整的智能型LED控制器。例如，CLA可用来执行PLC演算法，而核心可进行数位电源转换及LED灯串控制。对于需要进阶或较高频宽PLC的应用而言，整合式Viterbi复杂运算法（Viterbi Complex Math Unit， VCU）可用于32位元MCU中，而这个装置专为PLC演算法所设计，可加快PLC处理速度，与未使用VCU的装置相比快七倍。

值得注意的是，一般而言，整合系统所有控制器的单晶片设计，所需的成本比需要多个MCU的设计成本低。不过，在某些照明系统中，高电压及低电压通常须要使用隔离边界（Isolation Boundary），在此边界的不同侧进行PFC及DC-DC转换（图4）。由于跨越此隔离边界相当不易，所以可能使单一MCU架构的设计难度提高。因此，利用两个MCU，使用I2C或SPI介面跨越隔离边界进行通讯，可能为较简单的方式。如果设计属于非隔离式，则在同一个MCU执行PFC及DC-DC转换功能的方式较为直接。

图4LED照明系统结构图

事实上，目前已有许多半导体公司推出各种开发软硬体，协助工程人员评估和设计LED照明应用，从低电压辅助电源系统到具备远端连线的高电压完整AC供电系统，一应俱全。例如ACLED照明及通讯开发人员套件即提供完整平台，有助于加速设计AC供电的智能型照明产品（图5），达到高运作效率，并完整支援DALI、DMX512、KNX及PLC等远端连线及照明通讯协定。

图5 以AC供电的智能型照明产品