I somras såldes norska Energy Micro till Silicon Labs och nu kommer den första produkten under den nya ”regimen”. Zero Gecko är avsedd för extrema lågeffekttillämpningar, som vattenmätare, pulsmätare och rörelseavkännare och har så låg effektförbrukning att det ofta inte behövs något batteri. Med 900 nA i standbyström och 0,11 mA/MHz i aktiv förbrukning är det relativt lätt att ”skörda” energi.

– Zero Gecko kan gå från standby till aktivt läge på bara 2 mikrosekunder, säger Daniel Cooley, marknadschef för Silicon Labs. Det innebär att den totala energiförbrukningen kan hållas extremt låg

Med Zero Gecko tar Silicon Labs/Energy Micro ytterligare ett steg på vägen mot de allra mest energisnåla tillämpningarna. Hittills har det varit svårt att tänka sig en 32-bits processorkärna i de verkliga lågpristillämpningarna, men Zero Gecko är tillräckligt strömsnål och framför allt tillräckligt billig.
– Här talar vi om priser under en halv dollar i stora volymer, säger Daniel Cooley, marknadschef för Silicon Labs. Det är lågt nog också för till exempel elmätare och vattenmätare. Det är också billigt nog för de många tillbehör som produceras för smarta mobiltelefoner och handdatorer. Vi ser till exempel en marknad i USA för krypteringsenheter som matas från hörtelefonutgången på en telefon.

Inbyggd AES
Att säkerhetsutrustning och säker överföring är viktigt visas av den inbyggda krypteringskärnan för AES. Den gör att information kan kodas och avkodas snabbt och energisnålt. Det här är förstås viktigt för alla typer av mätare och lås som överför information trådlöst. En hårdkodad AES-kärna blir betydligt effektivare än att tvinga processorn att köra ett AES-program.
Också de andra periferifunktionerna är utvecklade för att vara extremt energisnåla. A/D-omvandlaren (12 bit) drar 350 µA vid 1 MSa/s och UART-enheten nöjer sig med 150 nA vid 9600 baud. För övrigt finns mycket av vad man kan vänta sig i form av I2C, timers, realtidsklockor, digitala I/O etc.
– Alla I/O-enheter är utvecklade från grunden för att vara extremt strömsnåla, säger Øyvind Janbu, en av grundarna av Energy Micro och teknisk chef för Silicon Labs i Norge. Den här typen av energiförbrukning förutsätter att man konstruerar från grunden.

Øyvind Janbu, en av grundarna av Energy Micro och teknisk chef för Silicon Labs i Norge

ARM Cortex M0+
Zero Gecko är baserad på ARM-kärnan Cortex M0+. Det innebär att enkapseldatorerna är kompatibla med övriga Gecko-komponenter och dessutom hela den övriga ARM-infrastrukturen. Processorkärnan kan köras i hastigheter upp till 24 MHz, men en av de stora fördelarna med Zero Gecko är att man också i verkligheten kan skala ner förbrukningen genom att använda lägre klockfrekvenser.
– Beroende på klockfrekvens drar enkapseldatorn mellan 110 och 155 mikroampere per MHz, säger Øyvind Janbu. Så brukar det inte vara. Många liknande konstruktioner vinner mycket lite på att sänka klockfrekvensen, eftersom så många delar i konstruktionen drar lika mycket oberoende av klockfrekvens.
En kombination av låg klockfrekvens (t ex 1 MHz) och korta aktiva perioder gör därför att man kan nå de verkligt låga förbrukningar som krävs för t ex ”energy harvesting”.
För övrigt finns Zero Gecko i varianter med flashminne upp till 32 kbyte och RAM upp till 4 kbyte. Enkapseldatorn har QFP-kapslar från 24 till 48 anslutningar och totalt finns ännu så länge 16 varianter.

Filed under: Enkapseldatorer