通过检测门窗打开等事宜，家庭安防传感器能够为居民们带来安全感。工业泵上的传感器发出的数据可以帮助工厂所有者及早检测到警示旗子暗记，从而防止涌现故障并降落随着韶光的推移而产生的掩护本钱。来自基于分布式网格的传感器网络的数据乃至可以用来应对地质事宜，让应急职员有更多的韶光采纳行动。在大多数情形下，必须将系统中记录的这类数据发送给中心节点，用于处理、剖析和制订决策。要坚持这个恒定的数据流，须要耗费大量的能源和韶光。通过加入局部智能功能将单个传感器转换为智能传感器节点，便可借助更前辈的局部处理或边缘处理技能缩短全体系统的相应韶光，提高效率。
也可以将在系统边缘实行的推理打算传达给中心节点。这样可以减少所需的无线传输次数，并在发生关键系统事宜时实时做出决策。例如，当驱动系统内某个齿轮的轮齿涌现磨损和断裂时，该系统的频率特色即会发生变革。通过检测并剖析这些变革，系统可以确定是否关闭电机，直到能够检讨电机并在必要时让技能职员进行维修为止。如今，这一智能功能常日作为低端数字旗子暗记处理器 (DSP) 或高性能微掌握器 (MCU) 履行。这两种选项各有利弊，不过即便是低端 DSP，常日也能轻松供应传感器节点所需的性能。很多低端 DSP 须要利用外部模数转换器 (ADC) 或外部存储器来网络和存储数据。
这些额外的组件导致总运用本钱和功耗的无谓开销迅速增加。如前所述，考虑到很多楼宇的门窗数量数不胜数，家庭安防系统是一个很好的示例。只管添置多个昂贵的玻璃破碎检测系统非常有用，但很多消费者并不愿意为此买单。这些基于DSP 的系统利用快速傅里叶变换 (FFT) 来实行声音振动数据剖析，以确定窗户是否破损。此外，这些系统的功耗也相对较高，因此除非每个传感器都永久连接到电源，否则须要定期改换电池。
而对付微掌握器，边缘处理常日是一项寻衅，由于它们的打算能力非常薄弱。例如，实行通过 C 代码履行的 FFT 时所花费的韶光要比利用具有专用硬件外设的 DSP 长得多。由于 MCU 较永劫光内都在活动模式下运行，此韶光差值不但会造成效率低下，更为主要的是，还可能导致在韶光紧急的情形下无法及时得到结果。
这一固有的韶光间隔降落了物联网 (IoT) 的可行性，由于此观点以两个理念为基石：
1. 中心枢纽能够与所连接的数十亿个设备通信并处理来自这些设备的数据
2. 所连接的设备足够智能，能够供应大略的终极用户体验
电池寿命也是一个关键的考虑成分，由于每天充电一次以上会导致消费者失落去兴趣。如今，通过许可便携式设备只监听特定的代码字或短语，以使系统能够开始将数据传输到中心做事器进行高等剖析，并将剖析结果回传到所连接的设备，这一问题已经办理。这是这些类型的高等处理运用常用的一种技能，但电源的低效让我们不得不考虑用户可以接管的充电间隔是多长。
根据详细的运用，每天充电一次是可以忍受的，不过消费者明显更喜好充电一次即可连续利用一周乃至更久的办理方案。我们再来考虑一下玻璃破碎检测器和电机监控器。在一家拥有数千个电机的大型工厂中，哪怕每隔一周为电池充一次电也是一个不切实际的办理方案。终极，将 MCU 的低功耗上风与DSP 的增强性能相结合，可让推理边缘打算的智能程度和数据处理能力实现重大打破。但这须要更前辈的硬件。
老问题，新办法
想象一下，如果 MCU 具备数字旗子暗记处理引擎和专用硬件加速器的某些预处理能力。这些 MCU 可以迅速唤醒以筛选数据或实行 FFT，但也可以在待机模式下利用比较器和ADC 来理解何时唤醒。这样不仅可在各种工业和消费性运用中得到实时结果，还能降落系统功耗，让电池寿命达到数年之久，而不是数天。
只管如今的某些 MCU 支持多种 DSP 加速器，但它们方向于将中心处理单元 (CPU) 的能力发挥到极致，这样就导致会花费大量的能源。MCU 中新加入的使能 DSP 协处理器（例如MSP430™ MCU 平台上引入的低功耗加速器 (LEA)）以节能和具有本钱效益的办法提升了性能水平，从而填补了 MCU 与低端 DSP 之间的差距。专用硬件中具有 LEA 模块的 MCU 可实行 DSP 功能，因此许可硬件进入低功耗模式，从而降落系统总体功耗并实行更繁芜的推理打算。这样，运用将：
A.更多地处于低功耗模式下，从而有效降落总体运用功耗；或者B.专注于打算，以提高运用的频率。
C.许可运用实行其他功能，例如在 IoT 运用中与主节点进行无线通信。
随着韶光的推移，为使互联设备越来越遍及，特殊是考虑到更加智能的 MCU 能够以低本钱、高能效的办法让互联设备快速、方便地为用户供应数据，所有这些选项都变得至关主要。
基于 FFT 的运用，没有 LEA 模块
基于 FFT 的运用，利用 LEA 模块
LEA 模块是位于各个 MSP430 器件内的矢量数学引擎。此模块可实行旗子暗记处理、矩阵乘法以及在运用程序运行时常日须要耗费大量韶光和能源进行打算的其他运算。LEA 模块是一个低功耗协处理器，在运行时无需任何 CPU 干预，可实行运算并在实行完功能后触发中断。LEA 模块基于在配置期间供应的命令运行，这些命令根据配置用作内存输入或输出缓冲器和运算类型的指针。专门为 MSP430 MCU 打造并优化的 MSP DSP 库让这些命令变得大略易用，能够让程序员实现所选 DSP 运用。当器件上具有 LEA 模块时，编译器除了利用已履行的 MSP C 代码优化技能以外，还会自动利用此模块来优化性能。
具有 LEA 的 MSP430FR5994 MCU
MSP430FR5994 MCU 方框图
MSP430F599x 微掌握器是采取这种新型 LEA模块外设的领先器件。这些高性能的 16 位 MCU 具有屡获殊荣的超低功耗架构、最大 256KB 的嵌入式铁电随机存取存储器 (FRAM) 以及多种灵巧高效的外设，构成了一个适用于很多数字旗子暗记处理运用的绝佳 MCU 平台。
MSP-EXP430FR5994 MCU LaunchPadTM 开拓套件
总体而言，目前有很多运用利用了 MCU 或低端 DSP。声码器、存在检测、反应/噪声肃清、血糖监测仪以及构造或环境监测网络都可以细分为多种不同的旗子暗记处理功能，这些功能通过分类和数据剖析、检测以及在必要时对事宜或不愿定环境采纳方法来对情形进行解读。无论是哪种情形，TI的低功耗加速器 (LEA) 都能够更快速、更高效地实行数据剖析，延长电池利用寿命、提高性能或增强功能，从而带来多种上风。请点击理解更多，浏览TI嵌入式仿照器专栏，查看更多资料>>>
作者：Dave Smith，德州仪器(TI)产品营销工程师、Evan Wakefield，德州仪器(TI)新产品运用工程师
