物聯網的發展帶動了很多產品快速更新換代，最突出的功能是具有連接互聯網的能力，以及將大量信息存儲在云端而非本地。有這樣的情景，如果自動販賣機沒有人看管，當某個產品已經缺貨時，會向你的電腦或者手機等終端彈出一個界面告知，這個信息是通過以太網傳送的。另一個應用場景是HMI人機界面交互，以前的界面比較復雜，按鈕非常多，現在的觸摸屏界面把很多功能集成在一起，而且不需要太復雜，因為很多數據可以直接從云端取，而數據通信可以進行加密保護。
使用德州儀器（TI）最新推出的業界首批具有以太網MAC+PHY的云網關Tiva C系列TM4C129x MCU就可以輕松實現以上兩個連接云端的案例。近日，TI Tiva C系列產品總經理Matt Muse先生來到北京向記者詳解了該系列新產品。
圖1 TI Tiva C系列產品總經理Matt Muse先生
“3C”特性
Matt非常精辟地把Tiva C系列的3個要點概括為“3C”，即Connectivity（連接）、Communicate（通信）和Control（控制），他表示：“TM4C129x MCU是我們在物聯網環境下推出的一個重磅產品，它可以把控制、人機界面和連接性合為一體，與云端、服務器連接。”
（1）連接性。這款產品支持以太網MAC+PHY的ARM Cortex-M4，目前市面上很少有這樣的產品。由于PHY基本是模擬器件，除了以太網這個性能以外還有USB、UI口、SPI、I2C總線，使得該MCU可以處理很多網絡節點，從而帶來很大的便利。在很多工業現場，PHY芯片和MCU芯片大小差不多，以太網MAC+PHY的產品可以減少元器件數目，以減小PCB 尺寸，從而使系統成本也大大減少。相信對于這個性能，工業領域的很多廠商會感到非常得興奮。
（2）通信性。TM4C129x最大集成了256 KB的SRAM，可以使芯片支持多個協議棧，支持同時多點通信。此外，其具有8個UART、10個I2C、4個SPI和兩個CAN等多個通信接口，可以支持更多的節點通信。TM4C129x中還有個加密模塊，以最大程度保護通信內容。
（3）控制性。TM4C129x是一個非常好的控制器，其內部集成了高性能的PWM及ADC轉換器，使其具有很強的信號處理能力，尤其是對周圍的環境。TM4C129x還集成了LCD TFT的驅動，能做更高端的顯示，使整個芯片可以把云端的數據取回來，直接顯示在本地的TFT屏上，實際上是將網絡和HMI兩者結合在一個芯片中。
Matt表示：“TM4C129x可幫助創建復雜、高度互聯的新型產品，其不僅可用來進行云橋接，而且還可簡化不斷發展的物聯網(IoT)。Tiva C系列MCU提供豐富的同步連接選項，以及片上數據保護與LCD 控制器，不僅可顯著節省板級空間，還可實現高級互聯應用，充分滿足家庭／樓宇自動化網關、人機界面(HMI)、網絡化傳感器網關、安全接入系統以及可編程邏輯控制器等應用需求。”此外，最新Tiva TM4C129x MCU 建立在強大的TivaWare 軟件基礎之上，提供50 多個配套軟件應用示例，不但可加速編程，而且還可幫助開發人員集中精力更快速地向市場推出差異化產品。
圖2是網絡化工業儀表/控制器的實例圖。可以看到，TM4C129x可以同時無線連接很多的設備，如與Wi-Fi、藍牙、NFC、調制解調器設備連接。除了無線，也有很多有線設備，如可以通過I2C連接傳感器。此外，還可以用總線拓展與其他MCU通信，有點類似于工業現場PLC的控制。人機界面交互支持LED顯示、觸摸按鍵及其他按鍵的操作。
圖2網絡化工業儀表/控制器的實例圖
Matt總結到：“TM4C129x不但可以做之前已經在做的應用，而且還可以讓它們通過以太網MAC+PHY連接到云端。” TM4C129x只是TI Tiva C系列的一個開始，隨著物聯網的發展，更多的功能會集成到Tiva中，我們也將拭目以待。