Silicon Labs представляет самое энергоэффективное в мире семейство USB микроконтроллеров

Семейство EFM32 Happy Gecko упрощает подключение по USB чувствительных к потребляемой мощности устройств Интернета вещей с автономным питанием

Silicon Labs представила самые энергоэффективные в отрасли USB микроконтроллеры. Последнее дополнение к линейке отмеченных наградами 32-разрядных микроконтроллеров EFM32 – микроконтроллеры Happy Gecko имеют наименьшее в отрасли энергопотребление среди аналогичных приборов с портами USB. Это продлевает срок службы батареи, а также позволяет использовать энергию, собираемую из окружающей среды. Основанное на ядре ARM Cortex-M0+ и малопотребляющей периферии, семейство Happy Gecko упрощает подключение по USB для большинства устройств Интернета вещей, включая умные счетчики, квартирную и домовую автоматизацию, системы охраны и безопасности, умные аксессуары и носимую электронику.

Отзываясь на растущий спрос на экономичные и энергоэффективные решения для соединения по USB, Silicon Labs, как основной поставщик USB-мостов и микросхем интеллектуальных интерфейсов, разработала семейство Happy Gecko. При объеме продажах, превышающем три миллиарда USB-устройств в год, USB становится самым популярным интерфейсом для потребительских приложений и, одновременно, все активнее проникает в сферу производственной автоматизации. Разработчики приложений для Интернета вещей обнаружили, что добавление USB интерфейса к портативным устройствам с батарейным питанием может увеличить потребляемый ими ток вдвое. Микроконтроллеры Happy Gecko идеально подходят для организации USB-соединений в столь чувствительных к энергопотреблению приложениях, как устройства Интернета вещей.

Усовершенствованная система управления мощностью USB микроконтроллеров Happy Gecko с пятью режимами энергопотребления позволяет приложениям оставаться в энергетически оптимальном состоянии, пребывая в активном режиме минимально возможное время. В режиме глубокого сна микроконтроллеры Happy Gecko потребляют рекордно низкий ток 0.9 мкА (на частоте 32.768 кГц при работе часов реального времени, при сохранении состояния памяти и процессора и с активными цепями детектора пониженного напряжения и сброса по включению питания). В активном режиме потребление энергии падает до 130 мкА/МГц на тактовой частоте 24 МГц при выполнении реального кода (алгоритма генерации простых чисел). Значительно снижает энергопотребление приборов и то, что время выхода из режима ожидания теперь сокращено до 2 мкс.

Как и у всех микроконтроллеров EFM32, у семейства Happy Gecko есть система PRS (Peripheral Reflex System – система отображения периферии), значительно улучшающая их энергоэффективность. Шестиканальная PRS отслеживает сложные системные события и позволяет различным периферийным блокам микроконтроллера взаимодействовать между собой без участия процессора. Система наблюдает за определенными событиями и пробуждает процессор лишь в том случае, если это необходимо, благодаря чему ядро Cortex-M0+ находится в спящем режиме максимальное время, уменьшая энергопотребление системы и продлевая срок службы батареи.

В микроконтроллерах Happy Gecko имеется много такой же малопотребляющей точной аналоговой периферии, которая используется в других популярных устройствах семейства EFM32. Это аналоговые компараторы, компараторы напряжения питания, встроенные датчики температуры, программируемые цифро-аналоговые преобразователи с токовыми выходами, а также 12-битные аналого-цифровые преобразователи, потребляющие ток 350 мкА при частоте дискретизации 1 МГц. Встроенный механизм AES шифрования обеспечивает безопасность беспроводного соединения приложений Интернета вещей, таких как интеллектуальные системы измерений и сети беспроводных датчиков.

Исключительная интеграция элементов на кристаллах семейства Happy Gecko позволяет разработчикам сократить количество и стоимость дополнительных элементов. Если альтернативным устройствам для подключения к USB в типичном случае необходимы внешние компоненты, такие как кварцевые резонаторы и стабилизаторы напряжения, то высокоинтегрированным микроконтроллерам Happy Gecko с их «бескварцевой» архитектурой и встроенными полноскоростным USB PHY, регулятором и резисторами из этих дискретных компонентов не требуется практически ничего. Микроконтроллеры Happy Gecko выпускаются в малогабаритных корпусах QFN, QFP, а также в корпусе с размерами кристалла (CSP), позволяющих использовать их непосредственно в разъемах USB и тонких носимых гаджетах.

Упрощение разработки USB

Семейство Happy Gecko поддерживается платформой разработки Simplicity Studio компании Silicon Labls, упрощающей создание микромощных продуктов. Компонент Simplicity Energy Profiler предназначен для профилирования энергопотребления в реальном времени и отладки кода. Simplicity Battery Estimator, основываясь на профиле приложения, режимах экономии энергии и используемой периферии, вычисляет ожидаемый остаток заряда батареи. Simplicity Configurator предоставляет визуальный интерфейс для конфигурирования выводов микроконтроллера и автоматически генерирует код инициализации. Код, написанный для других микроконтроллеров семейства EFM32, может использоваться в приложениях Happy Gecko.

Платформа разработки Simplicity Studio.

Чтобы сократить разработчикам путь от идеи до конечного продукта, семейство Happy Gecko поддерживается экосистемой ARM mbed, которая включает в себя новые программные интерфейсы управления питанием, разработанные совместно Silicon Labs и ARM. Эти энергоэффективные встроенные интерфейсы (mbed API), созданные для разработки приложений с низким энергопотреблением, позволяют быстро создавать прототипы устройств Интернета вещей с жесткими требованиями по мощности потребления. ARM mbed API, работая на микроконтроллерах EFM32, автоматически выбирают оптимальный режим ожидания, учитывая количество используемых периферийных блоков, и, тем самым, значительно уменьшают общий расход энергии на системном уровне. Разработан поддерживающий платформу ARM mbed стартовый набор Happy Gecko. Silicon Labs также запустила поддержку ARM mbed для микропроцессоров Leopard, Giant, Wonder и Zero Gecko.

Стартовый набор Happy Gecko SLSTK3400A.

Цены и доступность

Семейство Happy Gecko содержит 20 микроконтроллеров, различающихся всевозможными комбинациями объемов памяти, корпусов и наборов периферийных блоков. При этом приборы полностью совместимы – как программно, так и по выводам – со всей линейкой микроконтроллеров EFM32 компании Silicon Labs. Доступны как единичные образцы микроконтроллеров Happy Gecko, так и промышленные партии. Микроконтроллеры поставляются в 32-выводных корпусах QFN, 48-выводных QFP и малогабаритных корпусах CSP площадью 3 × 2.9 мм. Цены Happy Gecko начинаются от $0.83 за штуку в лотах объемом 10 тыс. устройств. За $29 можно приобрести стартовый набор Happy Gecko SLSTK3400A.

Перевод: Алексей Ревенко по заказу РадиоЛоцман