Mới đây, Texas Instruments đã cho ra mắt Vi Điều Khiển (MCU) MSPM0C1104YCJR nhỏ nhất thế giới với kích thước 1,6 mm x 0,861 mm, tương đương kích thước linh kiện dán cỡ 0603. Vi điều khiển MSPM0C1104 có nhiều kiểu đóng gói, trong đó kích thước nhỏ nhất là dạng chip BGA 8 chân nhỏ hơn 38% so với vi điều khiển nhỏ nhất tại thời điểm hiện tại. MCU này có thể hoạt động ở mức 87 µA/MHz và tắt ở mức 200 nA để tương thích với các thiết bị đeo có kích thước siêu nhỏ.
Hình 1. Đại diện hãng Texas Instruments giới thiệu về vi điều khiển MSPM0C1104YCJR Arm Cortex M0+ 32-bit tại hội nghi Embedded World
Bước đột phá về kích thước này sẽ cho phép tích hợp sức mạnh xử lý Arm 32-bit vào các thiết bị đeo siêu nhỏ, chẳng hạn như thiết bị đeo điện tử y tế và điện tử cá nhân. Kết hợp với các cảm biến MEMS siêu nhỏ và một bộ các linh kiện thụ động bên ngoài, loại vi điều khiển mới này có thể cho phép toàn bộ bo mạch chỉ chiếm một phần không gian chip riêng biệt.
Vi điều khiển MSPM0C1104YCJR 32-bit Arm Cortex M0+ nhỏ nhất thế giới
Bộ vi điều khiển (theo thông số kỹ thuật trên datasheet) có lõi Arm Cortex M0+ 32 bit với xung nhịp ở tần số 24 MHz. Đối với bộ nhớ, nó hỗ trợ 8 KB hoặc 16 KB Flash và 1 KB SRAM. VĐK này có khả năng hoạt động với điện áp cấp từ 1.62 V đến 3.6 V và có hai chân ngoại vi Open-Drain chịu được 5 V. VĐK này cũng được trang bị bộ dao động nội 24 MHz với độ chính xác từ -2% đến +1.2%.
MSPM0C1104 có nhiều kiểu chân khác nhau từ TSSOP 20 chân với 18 GPIO đến WCSP 8 chân với 6 chân I/O. Phiên bản nhỏ nhất, biến thể YCJ, chỉ chiếm diện tích 1,3776 mm², tương đương kích thước của một hạt tiêu. Nó được đóng gói dưới dạng BGA 8 chân trong đó 6 chân cho GPIO.
MSPM0C1104 chứa một bộ tính năng đa dạng quen thuộc với các nhà phát triển Arm Cortex M0+, như hình dưới đây.
Hình 2. Sơ đồ khối vi điều khiển MSPM0C1104
Vi điều khiển MSPM0C1104 có các tính năng được tối ưu để hoạt động với công suất thấp như:
- Run: 87 µA/MHz
- Stop: 609 µA at 4 MHz, 311µA at 32 kHz
- Standby: 5 µA with SRAM retention
- Shutdown: 200 nA
Vi điều khiển này có thể hoạt động ở dải nhiệt độ từ -40°C đến 125°C và hỗ trợ các chuẩn giao tiếp bao gồm UART, I2C và giao thức SPI. Nó cũng bao gồm một bộ chuyển đổi ADC với tối đa 10 kênh ngoài cũng như một kênh DMA dành riêng cho ADC. Ba bộ Timer hỗ trợ tối đa 14 kênh PWM, với các thiết bị ngoại vi kỹ thuật số thông minh khác bao gồm một bộ Windowed Watchdog Timer và một beeper xung vuông 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz hoặc 8 kHz.
Vi điều khiển MSPM0C1104YCJR thúc đẩy tiến bộ trong kỹ thuật sản xuất
Kiểu đóng gói nhỏ gọn mở ra cơ hội cho phát triển những ứng dụng mới. Nhưng chúng cũng sẽ nảy sinh những khó khăn và thách thức trong vấn đề chế tạo và lắp ráp mạch in PCB. Các biến thể RUK ép 20 chân vào gói QFN kích thước 3×3 mm với bước chân chì 0,4 mm. Kiểu đóng gói linh kiện QFN có 1 pad hàn ở trung tâm và chân linh kiện được bố trí ở 4 cạnh, đòi hỏi khi gia công hàn phải chú ý đến từng chi tiết. Quá nhiều thiếc hàn hàn ở miếng đệm trung tâm có thể khiến IC bị nổi lên trên thiếc hàn nóng chảy, dẫn đến các chân ở cạnh bên IC không tiếp xúc được với các điểm hàn phía dưới.
Hình 3. Các điểm hàn NSMD và SMD trên mạch in PCB
Gói YCJ đẩy mạnh hơn nữa với các gờ BGA bước chân 0.35 mm. TI cũng khuyên dùng các các điểm hàn NSMD để phù hợp với cỡ chân 0.35mm. Điều quan trọng nữa cần chú ý khi gia công là phải xác minh kinh nghiệm của các nhà máy lắp ráp khi tiến hành lắp ráp các linh kiện với bước chân từ 0.4 mm trở xuống.
Danh mục dòng vi điều khiển MSPM0
Texas Instruments có một danh mục sản phẩm đa dạng về dòng vi điều khiển Cortex M0. Trong đó vi điều khiển MSPM0C1104 phù hợp với các thiết kế yêu cầu kích thước nhỏ cũng như số lượng chân ít. Danh mục sản phẩm này cho phép các nhà phát triển có thể dễ dàng chọn ra loại vi điều khiển tương thích về kiểu chân tùy theo yêu cầu từ dự án của mình.
Hình 4. Danh mục dòng vi điều khiển TI MSPM0 với MSPM0C1104 được hiển thị ở góc dưới bên trái.
MSPM0C1104 lần đầu tiên được Texas Instruments (TI) trưng bày tại hội nghị thế giới nhúng Embedded World 2025 vào ngày 11 tháng 3 tại gian hàng triển lãm của công ty ở hội trường 3A. Các nhà phát triển hiện tại có thể bắt đầu trải nghiệm đánh giá với mô-đun MSPM0C1104 LaunchPad và bộ phát triển phần mềm MSP cũng như Code Studio của hãng.
(Credit: https://www.allaboutcircuits.com/)
Dịch bởi Điện tử Hatakey