2 什么是智能模擬前端 (AFE)？

實(shí)時(shí)控制環(huán)路通常通過(guò)外部硬件和 MCU 來(lái)實(shí)現(xiàn)。此類實(shí)現(xiàn)通常需要多種分立式元件用于檢測(cè)、濾波、以及通過(guò)微控制器實(shí)現(xiàn)的控制例程機(jī)制。然而，這種系統(tǒng)增加了復(fù)雜的研發(fā)周期。如果發(fā)生系統(tǒng)升級(jí)、法規(guī)更新或系統(tǒng)設(shè)計(jì)變更，軟件控制的系統(tǒng)通常不能重復(fù)使用。為了簡(jiǎn)化這一過(guò)程，德州儀器 (TI) 發(fā)布了智能 AFE。這些器件不僅包含智能 DAC 的所有功能，還額外提供：

• 集成的可編程狀態(tài)機(jī)
• 集成的數(shù)字或模擬檢測(cè)機(jī)制
• 可編程的查詢表
• 用于存儲(chǔ)配置的非易失性存儲(chǔ)器

智能 AFE 在一個(gè)芯片中同時(shí)集成了檢測(cè)和控制機(jī)制，無(wú)需額外加裝分立式元件。借助 NVM 和各種可配置工具，智能 AFE 無(wú)需運(yùn)行時(shí)軟件，并且可以直接由硬件工程師進(jìn)行配置。

通過(guò)將實(shí)時(shí)邏輯卸載到硬件上，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)模塊化和并行運(yùn)行，允許單個(gè)模塊松散耦合并且可以替換而無(wú)需更新相鄰模塊。系統(tǒng)中硬件的升級(jí)或新增的監(jiān)管要求不會(huì)影響實(shí)時(shí)邏輯和控制環(huán)路，因此與標(biāo)準(zhǔn) MCU 方法相比，此設(shè)計(jì)的通用性要高得多。

對(duì)于需要運(yùn)行時(shí)更新的子系統(tǒng)，智能 AFE 還通過(guò)提供通用和自動(dòng)檢測(cè) SPI 和 I²C 通信協(xié)議來(lái)支持此類要求。以下是一個(gè)常見(jiàn)的智能 AFE 的方框圖示例。

圖 2-1 AFE 方框圖

由于控制從微控制器卸載且獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)器和負(fù)載，在硬件更新時(shí)或供應(yīng)短缺需要硬件替換的情況下，無(wú)需進(jìn)行軟件更新，因?yàn)榭刂骗h(huán)路保持不變。