痞子衡嵌入式半月刊：第 4 期

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資訊類

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1、 格芯推出業(yè)界首款基于 22FDX 平臺的量產(chǎn) eMRAM 助力 IoT 及汽車等應(yīng)用

近日，格芯宣布其基于 22nm FD-SOI (22FDX) 平臺的嵌入式、磁阻型非易失性存儲器(eMRAM)已投入生產(chǎn)。此次公告表明 eMRAM 可在 IoT、MCU、汽車等低功耗應(yīng)用中作為先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的高性價比選擇。

格芯官網(wǎng)：https://www.globalfoundries.com

格芯的 eMRAM 產(chǎn)品旨在替代高容量嵌入式 NOR 閃存，幫助設(shè)計人員擴(kuò)展現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)和微控制器單元架構(gòu)，以實現(xiàn) 28nm 以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的功率和密度優(yōu)勢。格芯的 eMRAM 是一款可靠的多功能嵌入式非易失性存儲器(eNVM)，已通過了 5 次嚴(yán)格的回流焊實測，在 -40℃ 至 125℃ 溫度范圍內(nèi)具有 100,000 次使用壽命和 10 年數(shù)據(jù)保存期限。FDX eMRAM 解決方案支持 AEC-Q100 2 級設(shè)計，且還在開發(fā)工藝，預(yù)計明年將支持 AEC-Q100 1 級解決方案。

通過此前的 IEDM 大會的演示中我們可以了解到一些 MRAM 相較于傳統(tǒng)嵌入式 NOR 閃存(eFlash)的優(yōu)點(diǎn)，雖然 MRAM 技術(shù)仍然面臨一些挑戰(zhàn)，但與 eFlash 相比，它的速度更快，功耗更低。

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由于還未正式面世，具體的技術(shù)細(xì)節(jié)還無法一窺究竟。讀者可以從格芯官網(wǎng)的 22FDX 平臺介紹上先行了解一下此次格芯推出的 eMRAM 的相關(guān)信息。

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2、意法半導(dǎo)體推出面向智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的微控制器 STM32L4+

意法半導(dǎo)體最新推出的適用于成本敏感且注重功耗的智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的微控制器 STM32L4+，主打能源表、工業(yè)傳感器、醫(yī)療傳感器、健身跟蹤器、智能家居設(shè)備等設(shè)備，其系列產(chǎn)品的硬件資源如下。

芯片主頁：https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32l4-plus-series.html#overview

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STM32L4+ 系列打破了超低功耗芯片中處理能力的限制，內(nèi)嵌 2MB 的 Flash 和 640KB 的 SRAM，利用 ST 的 2D 硬件圖形加速器 Chrom-ART Accelerator? 能夠提供更高級的圖形操作，從而釋放 CPU 的性能；另外在超低功率下，保證了在同類產(chǎn)品中具有最佳的性能。

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項目類

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1、 murphyzhao/FlexibleButton - 一個基于標(biāo)準(zhǔn) C 語言的小巧靈活的按鍵處理庫

FlexibleButton 是網(wǎng)友 murphyzhao 維護(hù)的一個基于標(biāo)準(zhǔn) C 語言的小巧靈活的按鍵處理庫，支持單擊、連擊、短按、長按、自動消抖，可以自由設(shè)置組合按鍵，可用于中斷和低功耗場景。

項目主頁：https://github.com/murphyzhao/FlexibleButton

該按鍵庫解耦了具體的按鍵硬件結(jié)構(gòu)，理論上支持輕觸按鍵與自鎖按鍵，并可以無限擴(kuò)展按鍵數(shù)量。另外，F(xiàn)lexibleButton 使用掃描的方式一次性讀取所有所有的按鍵狀態(tài)，然后通過事件回調(diào)機(jī)制上報按鍵事件。核心的按鍵掃描代碼僅有三行，沒錯，就是經(jīng)典的?三行按鍵掃描算法。

FlexibleButton 中按鍵事件的定義并沒有使用 Windows 驅(qū)動上的定義，主要是方便嵌入式設(shè)備中的應(yīng)用場景，下面是支持的所有按鍵事件的定義：

typedef enum
{
    FLEX_BTN_PRESS_DOWN = 0,        // 按下事件
    FLEX_BTN_PRESS_CLICK,           // 單擊事件
    FLEX_BTN_PRESS_DOUBLE_CLICK,    // 雙擊事件
    FLEX_BTN_PRESS_REPEAT_CLICK,    // 連擊事件
    FLEX_BTN_PRESS_SHORT_START,     // 短按開始事件
    FLEX_BTN_PRESS_SHORT_UP,        // 短按抬起事件
    FLEX_BTN_PRESS_LONG_START,      // 長按開始事件
    FLEX_BTN_PRESS_LONG_UP,         // 長按抬起事件
    FLEX_BTN_PRESS_LONG_HOLD,       // 長按保持事件
    FLEX_BTN_PRESS_LONG_HOLD_UP,    // 長按保持的抬起事件
    FLEX_BTN_PRESS_MAX,
    FLEX_BTN_PRESS_NONE,
} flex_button_event_t;

FlexibleButton 使用 C 語言標(biāo)準(zhǔn)庫 API 編寫，也使得該按鍵庫可以無縫兼容任意的處理器平臺，并且支持任意 OS 和 non-OS（裸機(jī)編程）。

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2、TinyUSB - 適用于嵌入式系統(tǒng)的開源跨平臺 USB 協(xié)議棧

TinyUSB 是由網(wǎng)友 hathach 管理維護(hù)的一個開源跨平臺 USB 協(xié)議棧，協(xié)議棧中包含了主機(jī)端及設(shè)備端的協(xié)議棧，由于不使用動態(tài)內(nèi)存分配以及采用阻塞所有中斷事件，在非 ISR 任務(wù)功能中處理中斷事件的設(shè)計方式，所以此協(xié)議棧的內(nèi)存安全性及線程安全性極高。

項目主頁：https://github.com/hathach/tinyusb

此協(xié)議棧使用信號量 / 互斥量來訪問共享資源，因此需要使用到 OS 的一些 API。目前 TinyUSB 支持 FreeRTOS 及 Mynewt 兩種 OS。

目前該協(xié)議棧支持的 MCU 有：

- MicroChip: SAMD21, SAMD51 (device only)
- Nordic: nRF52840, nRF52833
- Nuvoton: NUC120, NUC121/NUC125, NUC126, NUC505
- NXP: LPC Series: 11Uxx, 13xx, 175x_6x, 177x_8x, 18xx, 40xx, 43xx, 51Uxx, 54xxx, 55xx
       iMX RT Series: RT1011, RT1015, RT1021, RT1052, RT1062, RT1064
- Sony: CXD56
- ST: STM32 series: L0, F0, F1, F2, F3, F4, F7, H7 (device only)

如果讀者想要在列表以外的 MCU 上使用 TinyUSB，項目主頁中有詳細(xì)的移植過程以供參考。

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3、CPU Stress Detector - 基于 Bolt IoT 無線模組及其云服務(wù)的 CPU 負(fù)荷檢測器

這是來自 Hackaday 上的一個作品，基于?Bolt IoT?WiFi 模組及其配套云服務(wù)和 App 的計算機(jī) CPU 負(fù)荷檢測器。

項目主頁：https://www.hackster.io/lahariimmanni2397/cpu-stress-detector-7b8e8b

有時計算機(jī) CPU 會超載發(fā)熱，CPU 負(fù)荷檢測器可以檢測到這個情況，并通過不同顏色 LED 進(jìn)行指示。如果 CPU 過載，則紅色 LED 點(diǎn)亮并發(fā)出警報; 如果 CPU 負(fù)荷較低，則綠色 LED 點(diǎn)亮。通過這些指示，我們可以了解 CPU 的壓力等級。

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PC 端代碼采用 Python 編寫，直接調(diào)用封裝好的?boltiot?庫來訪問 Bolt IoT 云。

import psutil
from boltiot import Bolt

api_key   = "YOUR_API_KEY"
device_id = "YOUR_DEVICE_ID"

cpu_red_threshold = 0.4
client= Bolt(api_key, device_id)

def control_green_led(pin, value):
    response = client.digitalWrite(pin, value)

def control_red_led(pin, value):
    response = client.digitalWrite(pin, value)

while True:
    cpu_usage = psutil.cpu_percent(interval = 5) #檢測間隔(s)
    if cpu_usage > cpu_red_threshold:
        control_green_led('0','LOW')
        control_red_led('1', 'HIGH')
        control_red_led('2', 'LOW')
    else:
        control_green_led('0', 'HIGH')
        control_red_led('1', 'LOW')

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工具類

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1、Proteus VSM - 可用于 MCU 在線仿真調(diào)試的 EDA 軟件

Proteus 是英國 Lab Center Electronics 公司推出的 EDA 軟件，VSM 是 Proteus 三大組件之一（另外兩個是 PCB Layout、Visual Designer），VSM 主要用于電路和 MCU 仿真調(diào)試。

工具主頁：https://www.labcenter.com/simulation/

筆者讀大學(xué)時初學(xué)單片機(jī)便對 Proteus VSM 一見鐘情，在手頭沒有合適的硬件開發(fā)板情況下，快速在 Proteus VSM 上搭一個電路，選好 MCU 模型，然后將編譯生成的工程 .hex 文件下載進(jìn)去就可以直接看運(yùn)行效果了。如果運(yùn)行結(jié)果不對，還可以單步調(diào)試程序來解 Bug。

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Proteus VSM 目前支持的 MCU 系列非常多，主流 MCU 廠商的產(chǎn)品型號基本都在內(nèi)，此外 Proteus VSM 也支持所有主流的編譯器（IAR/Keil/GCC 等）。

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2、clang-format - 最流行的 C/C++ 代碼格式化插件

clang-format，它是基于 Clang 的一個命令行工具，能夠自動化格式化 C/C++/Obj-C 代碼，支持多種代碼風(fēng)格：Google, Chromium, LLVM, Mozilla, WebKit，也支持自定義風(fēng)格（通過編寫 .clang-format 文件）。

工具主頁：http://clang.llvm.org/docs/ClangFormat.html

clang-format 的使用特別簡單，安裝好之后（在 /clang/tools/clang-format/ 路徑下），使用如下命令即可將指定源文件格式化：

# 使用 LLVM 風(fēng)格格式化
clang-format -i main.c -style=llvm

# 使用 .clang-format 自定義風(fēng)格格式化
clang-format -i main.c -style=.clang-format

此外 clang-format 還可以以插件形式集成在 Vim、Emacs、VS Code 等工具中使用。如果你是 Git 用戶，clang-format 還提供了腳本用于格式化 patch。

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i.MXRT 出品

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1、蛙聲科技 - 便攜式視頻會議拾音器(Nuroum)

Nuroum 誕生于這樣一個理念：高品質(zhì)、易用的會議產(chǎn)品不應(yīng)該太貴。Nuroum 采用了專利的麥克風(fēng)陣列(6 個)算法，能夠智能地拾取室內(nèi)覆蓋范圍內(nèi)經(jīng)過噪聲過濾、回聲消除的聲音，因此每個人的聲音都非常清晰。Nuroum 配備了 3600mAh 的大容量電池，可以連續(xù) 30 小時為會議通話供電。

RT 芯片：i.MXRT1021
產(chǎn)品主頁：?https://nuroum.com/
官網(wǎng)定價：99.98 美元起

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2、蛙聲科技 - 視頻會議模塊化產(chǎn)品套件(Hamedal)

Hamedal 耳目達(dá)，市場定位是，“告別喂喂喂，不用喊的視頻會議”，主要針對的場景是企業(yè)會議室。套件包括：可以最多支持 5 個集聯(lián)（Daisy-Chain）的麥克風(fēng)陣列 SpeakerMic，支持說話人追蹤的 AI 攝像頭，可以控制會議的觸屏。這套產(chǎn)品配備了標(biāo)準(zhǔn) PC 的 USB 接口，不需要專業(yè)人士即可安裝。

RT 芯片：i.MXRT1061
產(chǎn)品主頁：?https://hamedal.com/
官網(wǎng)定價：2999 元起