Silicon Laboratories Inc. lanserar idag en familj ARM Cortex-M3-processorbaserade mikrostyrkretsar (MCU:er), vilka uppges ha branschens lägsta effektförbrukning och ett nytt "power-aware" utvecklingsverktyg, enligt företaget.

Företagets 32 SiM3L1xx MCU:er och utvecklingsmiljö uppges göra det möjligt för utvecklare att minska energiförbrukningen till 175 µA/MHz i aktivt läge och mindre än 250 nA i viloläge med realtidsklocka (RTC) aktiverad vid 3,6 V. Den nya MCU-familjen för blandade signaler uppges vara idealiska för smarta mätare, övervakning av utrustning, hemautomation, trådlös säkerhet, spårning, medicinsk utrustning och andra energikänsliga tillämpningar för att möjliggöra det som idag benämns som Internet of Things, (IoT).

Mikrostyrkretsar som förbrukar låg effekt är viktiga byggstenar i IP-aktiverade enheter som är anslutna till ”sakernas Internet” (IoT). Experter tror att IoT kommer att omfatta uppskattningsvis 50 miljarder intelligenta enheter 2020 för autonom avkänning, övervakning, kontroll och kommunikation via trådlösa nätverk. Eftersom många av dessa intelligenta ändnoder kommer att drivas av batterier eller skörda andra energikällor kräver de en exceptionellt energieffektiv MCU såsom företagets SiM3L1xx-kretsar som gör det möjligt för utvecklare att optimera effektförbrukningen på systemnivå, skriver företaget i ett pressmeddelande.

SiM3L1xx-familjen uppges av företaget vara branschens mest strömsnåla uppsättning 32-bitars MCU:er, utformade för att uppnå extremt strömsnål drift baserad på en ARM Cortex-M3-processor som arbetar vid upp till 50 MHz. Den nya MCU:n har energisnåla perifera och arkitektoniska nyheter som kan minska strömförbrukningen till en lägre nivå än för många 8-bitars MCU:er, vilket gör att utvecklare kan använda den högre prestanda hos 32-bitars kärnor i sina inbyggda lågeffektskonstruktioner utan avvägning mot en minskad batteritid.

Effektminskningen i aktivt läge uppnås genom ett antal viktiga innovationer. En anpassad dynamisk spänningskalning anpassar den interna spänningen som ett svar på laddningsförhållandena. En integrerad, högeffektiv DC-DC-buckomvandlare reducerar effekten med 40 procent i aktivt läge jämfört med konkurrerande 32-bitars MCU:er., enligt företaget.Dedikerade kringutrustningar såsom en dataöverföringmanager, AES-krypteringsblock och run-time-kodare accelererar behandlingen av RF-protokoll för trådlösa applikationer utan CPU-intervention, vilket avsevärt minskar systemets energiförbrukning.

Förbättrad Direct Memory Access (DMA) kan minska protokoll-relaterad effekt med 90 procent, och RAM och register tillståndsbehållning möjliggör en snabb 4 mikrosekunders uppvakningstid. MCU-familjen har också en patenterad LCD-controller med en laddningsomfördelningsarkitektur som minskar skärmens energiförbrukning med nästan 40 procent utan att kompromissa med prestanda.

SiM3L1xx uppges också nå betydande minskning av effektförbrukningen i viloläge genom att optimera on-chip kringutrustning (charge pump, RTC, sensorgränssnitt, viloläge UART, komparator och LCD-controller). Laddningspumpen genererar en strömsnål inspänning för enhetens kretsar i viloläge, vilket minskar analoga ”sömnströmmar” med 35 procent och digitala ”sömnströmmar” med 50 procent. SiM3L1xx MCU stödja en multi-alarm RTC för klockning och interrupts, en i viloläge UART för lågeffektskommunikation och ett integrerat sensorgränssnitt som ger givaren stimulans och mätning medan MCU:n är i viloläge. Den autonoma sensorgränssnittet fortsätter att räkna i viloläge och kan väcka MCU:n efter en överflödad sammanräkning (over-flow) eller när räknaren når en programmerbar tröskel.

SiM3L1xx och stödjande utvecklingsverktyg har utformats med det övergripande systemets effektbudget i åtanke. För att minimera systemnivåeffekten har SiM3L1xx MCU patenterad spänningsomvandlingsteknik samt avancerade kringutrustning som minskar den effekt som förbrukas av andra IC:s i systemet. Till exempel minskar DC-DC-omvandlaren arbetsströmmen för hela systemet. Konfigurerar utspänningen till den lägsta acceptabla av övriga IC-komponenter som är anslutna till MCU:n vilket minimerar den totala energiförbrukningen. Denna teknik uppges vara speciellt användbar i batteridrivna applikationer såsom för smarta mätare där denna innovation kan förlänga batteriets livstid till 20 år.

Silicon Labs kompletterade Eclipse-baserade IDE och AppBuilder programvara inkluderar ny kapacitet för att uppskatta energiförbrukningen och ge konfigurationsvägledning för att uppnå den lägsta systemeffektförbrukningen:

Effekt Estimator ger en grafisk representation av det totala utbudet ström och strömmar för aktiverade kringutrustning. De råa. aktuella värdena för varje perifer visar tydligt var kraften konsumeras, och ett cirkeldiagram visar andelen av varje perifers strömförbrukning i förhållande till den totala strömmen. Verktyget uppdaterar automatiskt designen med konfigurationsändringar, så att konstruktörer kan optimera varje steg för lägsta effekt.
Power Tips ger vägledning för programvarukonfigurationen som hjälper utvecklare att minimera strömförbrukningen. Funktionen visas automatiskt i AppBuilder när markören placeras över en konfigurerbar inställning. Att ha förmågan att få tips om effektoptimeringar samtidigt som MCU:n konfigureras uppges spara mycket utvecklingstid.

– Konstruktioner för låg strömförbrukning är speciellt utmanande eftersom utvecklare måste överväga många olika applikationsspecifika optimeringar för att möta deras önskade lågeffektsmål. Den nya Precision32 mixed signal MCU-familjen är unik i branschen eftersom den ger en oöverträffad kombination av avancerad kringutrustning, innovativ arkitektur och ”power-aware” designverktyg för att ge utvecklare möjlighet att optimera sin design för lägsta systemnivåeffekt, säger Mike Salas, vice president och general manager för Silicon Labs mikrokontrollerprodukter.

– Momentum har byggts upp runt implementeringen av ett brett utbud av kraftkänsliga, anslutna enheter som utgör ”the Internet of Things”. Silicon Labs tar upp denna stora industritrend genom att leverera ett exceptionellt energieffektivt utbud av mikrostyrkretsar baserade på ARM Cortex-M3-processorn. Vi är uppmuntrade av den fortsatta innovationen på denna marknad då avancerade MCU:er, såsom Precision32 SiM3L1xx-familjen från Silicon Labs, kommer att bidra till att utveckla marknaden för Internet of Things, säger Richard York, chef för Enbedded processors vid ARM.

Produktionsmängder av Silicon Labs SiM3L1xx MCU finns nu att tillgå i QFN och TQFP-kapslingar i måtten 5,5 mm x 5,5 mm med 32 till 256 kB flash. Prissättningen för SiM3L1xx MCU:er i kvantiteter om 10 000 börjar på 2,55 USD. Utvecklingskitet inkluderar SiM3L1XX-B-DK-kit (utan LCD) och SiM3L1XXLCD-B-DK LCD-kit, vardera kostar 99,00 USD (MSRP), enligt ett pressmeddelande.

Filed under: Utländsk Teknik