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Silicon Labs推出高节能USB微控制器

2015-05-20

  物联网(IoT)微控制器、感测器和无线连接解决方案供应商Silicon Labs(芯科实验室)推出最节能的USB微控制器(MCU)。新型Happy Gecko MCU是Silicon Labs之EFM32 32位元MCU产品系列的最新成员,其提供USB低功耗,因此可实现更长的电池使用寿命及能源收集型应用。Happy Gecko系列产品基于ARM Cortex-M0+核心和低能耗周边,可为各种IoT应用简化USB连接设计,应用包含:智慧型仪表、智慧家居和建筑自动化、警报和保全系统、智慧型配件和穿戴式装置等。

  EFM32 Happy Gecko MCU系列产品为具功耗敏感性、电池供电型IoT应用简化USB连接设计

  作为USB桥接晶片和智慧介面IC供应商,Silicon Labs开发Happy Gecko系列产品以满足客户对于低成本、低功耗USB连接解决方案不断增加的需求。随着每年超过30亿颗USB装置的出货量,USB已经成为消费性应用中成长最快的介面,并且在工业自动化领域也获得青睐。在现今的IoT世界中,开发人员发现在可携式电池供电型可连接装置中增加USB连接可能导致双倍的应用电流消耗,Silicon Labs的Happy Gecko MCU则为这些功耗敏感型IoT应用提供节能型USB连接解决方案。

  Happy Gecko USB MCU拥有先进的能耗管理系统,其具备五种能耗模式,透过在工作模式中花费尽可能少的时间,使应用可保持在能耗最佳的状态。在深度休眠模式下,Happy Gecko MCU拥有0.9 uA待机电流消耗(并且同时保持32.768kHz RTC、RAM/CPU状态维持、低电压检测和开机重置电路有效)。以24MHz执行实际程式(基本资料演算法)时,工作模式功耗能够降至130 uA/MHz。此外,USB MCU还能藉由2 us待机唤醒时间进一步降低功耗。

  Happy Gecko系列产品与所有EFM32 Gecko MCU相同,其具备创新节能特性,该功能特性即为周边反射系统(Peripheral Reflex System, PRS),其可大幅提升系统整体能源效率。6通道PRS可监视复杂的系统级事件,且允许不同的MCU周边之间自主通讯,无需CPU介入。藉由PRS,Happy Gecko MCU能够在唤醒CPU之前监视特定事件的发生,因此可使Cortex-M0+核心长时间处于节能的模式下,以降低系统功耗并延长电池使用寿命。

  EFM32元件拥有许多低能耗的精准类比周边装置,Happy Gecko MCU也具备相同特点。这些低能耗周边装置包含类比比较器、电源电压比较器、内建温度感测器、可程式化电流数位类比转换器(IDAC),以及在1MHz取样速率条件下仅消耗350 uA电流的12位元类比数位转换器(ADC)。此外,晶片内建的AES加密功能可为智慧型仪表和无线感测网路等IoT应用提供安全的无线连接部署。

  Happy Gecko系列产品的单晶粒(single-die)整合特性使开发人员能够减少外部元件数量和物料(BOM)成本。尽管典型的USB连接方案通常需要石英晶体和稳压器等外部元件,但是高整合度的Happy Gecko MCU具备全速USB PHY、内建稳压器和电阻器的免晶体(crystal-less)架构,几乎免除所有的离散式元件。Happy Gecko MCU支援节省空间的QFN、QFP和晶片级封装(CSP)选项,小尺寸封装适用于USB连接器和超薄外形的可穿戴产品设计。

  Silicon Labs副总裁暨MCU和无线产品总经理Daniel Cooley表示:“Happy Gecko MCU为开发人员带来Silicon Labs节能型EFM32架构的许多优点,针对为电池供电型IoT应用中增加USB连接提供了经济型随插即用解决方案。Happy Gecko USB MCU和Simplicity Studio开发环境结合后,可使系统设计人员能以最低能耗和最低BOM成本将其32位元应用连接到几乎所有装置。”

  简化USB开发

  Silicon Labs的Simplicity Studio开发平台可支援Happy Gecko系列产品,以协助开发人员简化低功耗设计。Simplicity Energy Profiler可实现即时的能耗设定和程式侦错。Simplicity Battery Estimator透过运用应用设定、能耗模式和周边装置,可计算出预期的电池使用寿命。Simplicity Configurator为MCU脚位设定提供了直觉性的介面,并且能够自动产生初始化程式。为其他EFM32 MCU提供的开发程式也可重新用于Happy Gecko应用。开发人员可免费下载Simplicity Studio,并使用Silicon Labs的USB原始程式码和软体范例。

  Happy Gecko系列产品也已获得ARM mbed生态系统支援,此生态系统包含Silicon Labs和ARM开发的新型电源管理API,可协助开发人员快速实现从设计理念到最后产品的转化。低功耗mbed API设计时考量了低能耗应用场景,可为能耗受限的IoT设计实现快速原型设计。在EFM32 MCU上的ARM mbed API能够基于使用中周边装置自动实现最佳化的休眠模式,大幅降低系统级功耗。Happy Gecko入门套件直接支援ARM mbed。Silicon Labs也推出了mbed API以支援Leopard、Giant、Wonder和Zero Gecko MCU。

  Happy Gecko系列产品包含20款MCU型号,提供不同的储存容量、封装和周边装置选项,同时与Silicon Labs所有EFM32 MCU产品系列保持脚位和软体相容。Happy Gecko MCU现已量产并可提供样品,支援24脚位和32脚位QFN、48脚位QFP和3mm x 2.9mm CSP封装。Happy Gecko SLSTK3400A入门开发套件现已供货。


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