MCU的抗干擾能力直接影響其應(yīng)用場合，比如在一些工廠，特別是有大型機電設(shè)備的地方，干擾非常強，如果使用的MCU抗干擾能力不行，就會導(dǎo)致其產(chǎn)品無法正常工作。

很多MCU都有做EMC認證，但實際表現(xiàn)一般，下面就使用電警棍（模擬3萬伏高壓）來制造強干擾環(huán)境，對比一些MCU的抗干擾能力：

首先，我們通過定量分析來解讀一下這類實驗的邏輯和依據(jù)。

一般情況下MCU的工作環(huán)境都是正常的，但是一款合格的產(chǎn)品必須要在出廠前經(jīng)過嚴格的環(huán)境測試和抗干擾測試，因為要保證產(chǎn)品在一些相對不利的環(huán)境及苛刻的條件下可以正常工作，畢竟工業(yè)環(huán)境是非常復(fù)雜的，比如控制電焊機的現(xiàn)場、直接與市電連接的熱地環(huán)境等等。

在技術(shù)圈內(nèi)一直有一些傳聞，比如因為國內(nèi)環(huán)境比較復(fù)雜，而且很多在網(wǎng)運行的電器都沒有經(jīng)過認證導(dǎo)致市電網(wǎng)絡(luò)干擾較大的，還有說歐美系芯片在國內(nèi)有水土不服的等等。無論怎樣，就MCU的使用來看，安全的設(shè)計和更強的抗干擾能力是亙古不變的真理。

通過視頻可以看到實驗是通過電警棍隔著一塊透明玻璃/亞克力板材料對包括武漢芯源CW32在內(nèi)的6臺正在運行中的MCU芯片近距離放電，這個干擾方式是通過輻射進行干擾，因此屬于輻射干擾的范疇，根據(jù)電流的直接導(dǎo)通與否，劃定輻射干擾和傳導(dǎo)干擾兩個范疇。

其次，輻射干擾的作用機理是什么呢？輻射干擾既然沒有那么強的破壞力，為什么依然有大批MCU沒有通過測試呢？這時就要說說MCU電路的弱點了。

MCU電路的基本原理，是從內(nèi)置的存儲器中讀取程序，并在內(nèi)部的計算單元中解讀程序，最后按照程序的內(nèi)容執(zhí)行任務(wù)。

在這個過程中，MCU需要記憶程序執(zhí)行的各種狀態(tài)和結(jié)果，如果遇到強烈的干擾導(dǎo)致MCU電路丟失或者記錯，那么MCU的整個運行過程就會被打斷，這同時也能證明MCU的抗干擾能力，而且一些MCU還具備補救保護功能，比如在發(fā)現(xiàn)出錯后將MCU自動復(fù)位，以便重頭執(zhí)行程序等。

為了實現(xiàn)更好的抗干擾性能，相比于被干擾中斷后的補救保護措施相比，MCU的主動防御的優(yōu)勢則會更明顯，這就相當于汽車的主被動安全措施一樣，主動安全措施直接能避免事故，顯然是更高級的處理方式。

就拿武漢芯源CW32來說，其采用ARM Cortex-M0+內(nèi)核，主頻為48MHz~64MHz，工作電壓為1.65V-5.5V，并且可以在-40℃下正常工作。

而其MCU通過一系列主動防御方法從而提高其抗干擾能力，使得不會很容易被外部干擾改變到內(nèi)部記憶，這里又通過三種方式實現(xiàn)：

首先，針對輻射干擾能量的特性，應(yīng)該盡量減少干擾能量的引入。也就是說電路設(shè)計這塊需要遵循環(huán)路最小原則，盡量在各個維度實現(xiàn)最小的環(huán)路面積和接收增益。因為輻射干擾的能量引入途徑，歸根結(jié)底還是電磁感應(yīng)。如果MCU沒有外圍電路或者被關(guān)在一個鐵籠子（法拉第籠）里，外面的干擾是很難輻射進去的。

其次，增加外圍電路防護直接將干擾能量隔絕并泄放在核心電路外圍。比如說MCU為了控制一個負載不得不引出一根長線對外，那通過這根長線接收到干擾能量不可避免了，只能在MCU的外圍增加一些保護器件或者人為構(gòu)筑一些對能量泄放通道，讓干擾能量不易于被傳導(dǎo)到MCU內(nèi)部的核心敏感區(qū)域。

最后，針對MCU內(nèi)部設(shè)計做相應(yīng)改造。MCU內(nèi)部設(shè)計也是像一個城市一樣，有城門、有道路、有碼頭有管理機構(gòu)。如果MCU在設(shè)計的時候就特別注意外來干擾能量的引導(dǎo)和防護，那也能夠很好地避免和化解干擾問題。

所以要提高基于MCU的整個系統(tǒng)的抗干擾性能是有諸多路徑可尋的，其中MCU內(nèi)部的功夫則主要靠MCU設(shè)計者的努力。

這里，我們在回顧一下這個實驗，可以看到所有的被測芯片都使用相同的PCB和供電方式是關(guān)鍵也是控制單一變量的前提，這說明實驗人員很了解輻射干擾的作用機理，雖然最后只有武漢芯源CW32通過了實驗要求，但是我們還是能從實驗中得到些啟發(fā)。

細心的讀者可能注意到，實驗中提及3萬伏高壓這個概念，事實上這個是因為行業(yè)中的標準環(huán)境空氣放電需30KV/cm，在實際實驗中這個放電電壓是瞬態(tài)的，而且存在劇烈波動，因為只有這樣才能夠引起強烈的電磁場波動，進而達到實驗中干擾的目的。

再次就是放電距離問題，因為輻射干擾的能量密度與距離的平方成反比，因此越近的距離干擾能量越強，而且該實驗中經(jīng)做到了cm級，對于常規(guī)的設(shè)計已經(jīng)完全能驗證問題了。

審核編輯：陳陳