Low-Power Erfolgreicher 16-Bit-Controller aus Freising

Redakteur: Johann Wiesböck

Wir schreiben das Jahr 1992. Die ganze 16-Bit-Mikrocontrollerwelt muss mit einem erhöhten Stromverbrauch ihrer Bauteile leben. Die ganze Welt? Nein, ein paar Leute von TI wollen das nicht so einfach hinnehmen.

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Der 16-Bit-Controller begann 1992 als bayerisches Design aus Freising seinen Siegeszug um die Welt.
Der 16-Bit-Controller begann 1992 als bayerisches Design aus Freising seinen Siegeszug um die Welt.
(Bild: Texas Instruments)

Im bayrischen Freising hat sich eine kleine findige Gruppe von TI-Mitarbeitern das Ziel gesetzt, einen 16-Bit-Mikrocontroller zu entwickeln, der eine bis dahin unerreicht niedrige Stromaufnahme von weniger als 400 µA im aktiven und 2 µA im Stand-by-Mode aufweist. Damit sind Batteriestandzeiten von bis zu 12 Jahren möglich. Bis 1994 das erste Derivat dieser als MSP430 bezeichneten Familie das Licht der Welt erblickte, wurde in den TI-Abteilungen Design, Systemdesign, Engineering, Produktmarketing und Applikation fieberhaft an neuen CPU-Architekturen, hochauflösenden A/D-Wandlerkonzepten, Strom sparenden Oszillatoren sowie Entwicklungswerkzeugen und neuen Testkonzepten gearbeitet.

Ein echter RISC-Chip, der Maßstäbe setzt

Die Väter dieses 16-Biters, der in Sparsamkeit mit 4-Bit-Bausteinen konkurriert und trotzdem jeden 8-Biter in puncto Leistungsfähigkeit aussticht, sind der Hardware- und Toolexperte Horst Diewald und der Softwarefuchs Lutz Bierl. Sie starteten anfangs mit einem Befehlssatz von 47 Instruktionen, den sie sukzessive reduzierten, um einen Minicore zu realisieren. Am Ende blieben gerade mal 27 integrierte Befehle übrig, mit denen sich aber weiter 25 emulieren ließen.

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Das Ergebnis konnte sich sehen lassen. Ein 100% orthogonaler 16-Bit-RISC-Mikrocontroller mit einer völlig neuartigen Struktur und einem ausgeklügelten Stromsparkonzept mit fünf Low-Power-Modi konnte die gesteckten Erwartungen sogar noch übertreffen. Peripheriemodule wie ein 12-Bit-A/D-Wandler (später sogar 14 Bit) waren ebenso wie ein LCD-Treiber, verschiedene Timer sowie ein JTAG-Interface auf dem IC integriert.

Aber auch die Entwicklungsumgebung mit Simulator (CPU-Core und Peripherals), Emulator und Evaluationskit brauchte sich nicht zu verstecken und war, ebenso wie der MSP430 selbst, der Konkurrenz um Längen voraus. Nicht zuletzt hatte die räumliche Nähe des kompletten Entwicklungsteams entscheidend dazu beigetragen, dass diese Entwicklung so reibungslos vonstatten ging. Alle Entscheidungen wurden direkt vor Ort – in Bayrisch – an einem Tisch gefällt.

Die anfänglich auf den Meteringmarket, d.h. Verbrauchsmessgeräte für Wärme, Wasser, Gas und Elektrizität, abgezielte MSP430-Produktfamilie konnte sich aber schnell außerhalb dieses Marktsegments einer wachsenden Beliebtheit erfreuen. Applikationen wie Blutzucker und -druckmessung, Sportcomputer, Präzisionswaagen, Alarmanlagen konnten von der niedrigen Stromaufnahme, der hohen Prozessorleistung und hochauflösenden A/D-Wandlern profitieren.

Dallas erkennt das Potenzial des MSP430

Dieser Erfolg blieb natürlich dem amerikanischen Mutterhaus in Dallas nicht lange verborgen und so wurde der MSP430 im Jahr 1997 im Zuge eines Markt-Assesment-Programms auf die Möglichkeit einer weltweiten Vermarktung untersucht. Der anfangs mit Skepsis betrachtete „Mikrocontroller aus dieser kleinen bayrischen Stadt“ konnte sich aber bravourös unter den kritischen Augen der texanischen Spezialisten behaupten – die Tür für eine weltweite Vermarktung war geöffnet.

Der Erfolg war überwältigend. Mittlerweile ist der MSP430 souveräner Marktführer bei Meteringapplikationen und führend bei vielen anderen Low-Power-Anwendungen. Zu den letzten MSP430-Tagen kamen weltweit mehr als 10 000 Entwickler – rekordverdächtig.

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