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拓展IoT应用优势 选择最适用的MCU特性和功能

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Silicon Labs(芯科实验室)亚太区MCU资深行销经理彭志昌。
Silicon Labs(芯科实验室)亚太区MCU资深行销经理彭志昌。

嵌入式产品需要能源低、效率高的处理器,Silicon Labs(芯科实验室)推出简化且一致化的开发工具,从产品概念到成本过程中,完整协助工程师快速优化设计并评估耗电量,进而采购适合的MCU产品,以减少产品开发周期…

从开发工具出发  以选择适切的MCU产品

Silicon Labs(芯科实验室)亚太区MCU资深行销经理彭志昌先生,针对「高效能源的MCU与工具」之议题做演说。他表示Silicon Labs为其工具做了调查,发现越来越多客户在选择MCU时,会在意开发工具的功能完整性。由于MCU供应商越来越多、型号繁多增加选择上的困难度、产品功能越强使低功耗要求也越来越高、产品开发周期越来越短,这些都是MCU厂商所面临的重大挑战。

Silicon Labs推出的开发工具Simplicity Studio,不单可做8位元MCU的开发,也能支持32位元MCU,亦可支持无线通讯SoC的开发。亦即只要一套开发工具,即可选择不同的MCU产品,来做出各式应用。

不只是开发工具  更是一套生态系统

彭志昌提到,运用Simplicity Studio让IoT产品开发更简单、更方便,因此它不仅是开发工具,更是一套生态系统(Ecosystem),可提供多元的支持程度以简化开发流程,从产品的概念到最终的成品。

其功能包含IDE开发软件、编译工具、连接库、参考库、相关产品文览、技术手册、论坛、电子贸易等工具,这些软件都可以从Silicon Labs的网站免费下载。能为整个嵌入式系统的开发过程提供完整解决方案。

彭志昌表示,透过Simplicity Studio,可让开发者在设计系统的过程,能够针对系统需要的性能与功耗,提供适合的产品代码,让开发者可以快速对MCU做初步的评估,减少产品开发时程。他实际操作展示这个全新的Energy Profiler(能源分析仪)各种功能,像是具备绝佳正确度与信赖度、电流波形图、搭配来源程序码(Source Code)检视、功能列表等特色。

Energy Profiler在执行画面上,划分了有:正确电流图、Session计数器、X&Y轴放大功能、Y轴电流/X轴时间、绘图控制、显示模式切换、电压检视、门槛设定等8大功能。以Session计数器为例,可在优化的过程中,将功耗储存起来,并为这个设计电路做评分(1?10分,10分是最佳功耗设计),以便开发者可与其他Session做对比,并选择适合的MCU。

与众不同的32位元EFM32 MCU

芯科实验室的MCU产品,包括32位元的EFM32 Gecko系列,与8位元的EFM8 Bee系列。前者有ARM Cortex-M0+、M3与M4F的核心,具备 900nA (休眠)与110uA/MHz的超低功耗,周边可独立运作,与接脚?软件兼容及移转等工特色。而后者则以8051核心架构与生态系统为主,其周边采用小型封装,并有最小3x3mm的USB单芯片,以及成本低的特色,来协助开发者开发出各式嵌入式系统。

EFM32与其他厂商提供的ARM Cortex-M微控制器相比,优势在于周边装置都可独立运作,当CPU停止运作时,其他周边不受影响,此外还具备5种功耗模式(EM0?EM4),让设计出来的产品能够善用每一度电。

彭志昌以电池寿命与能量耗用的关系,透过功耗=电源x时间的公式,来说明EFM32的10种优势。包括:1. 超低动态功耗、 2. 处理时间更短、3. 超快唤醒时间、4. 极低待机电量、5. 周边独立运作、6. 周边反馈系统、7. 超棒能源模式设计、8. 周边能效超高、9. 低能源感应器界面、10. 所有EFM32产品组合都是可以软件兼容的。

8位元EFM8 MCU与无线MCU介绍

Silicon Labs于2月推出全新的EFM8 MCU家族,提供超高性能(50MHz、低功耗、周边存取快,未来会有72MHz的产品出来)、性价比高(超小封装、高度整合、少即是多)、简化设计(移转简易、工具一致、共通系统工具)等特性。

目前EFM8 MCU系列,有BUSY、SLEEPY、UNIVERSAL等3种系列。BUSY提供50MHz最高时脉,100K的采购量,每颗仅售0.19美元。SLEEPY为25MHz的低功耗平台,睡眠模式仅耗50nA,运作模式下每MHz仅耗150uA,(alan) 100K的采购量,仅要0.29美元。UNIVERSAL带有USB模块,免外加芯片,低功耗USB模式,整合USB充电功能。

彭志昌接下来说明EFM8的各种优势,像是1. 处理器核心(25?50MHz,70%指令集仅须单或两周期,仅需要极少存储器)、2. 数码周边效率高(独立运作以减少CPU负载等)、3. 高效类比周边 (具备ADC、温度传感、比较器、参考电压,部份产品具备电流传感功能)、4. 高度整合(3x3mm超小空间,还整合USB功能)、5. 一致性的性能(不同电压?温度都有相同性能)、6. 超低功耗(运作?待机/USB模式都超省电,提升电池寿命)。

EFM8在布在线,可依需求来选择啓用芯片内的部份功能,减少干扰的情况,亦可避免做任何跳线。而在EFM8产品组合中的30多种型号里,每个都具备程序码兼容能力,而BUSY系列的3x3mm也具备接脚兼容的设计。

至于在Sub-G的无线MCU产品组合部份,采32位元ARM Cortex MCU,具备高功效的特色,并可搭配EFM产品线使用。Silicon Labs提供业界最高效能、最高整合度与能效的8位元MCU、能效与低功耗的32位元MCU以及Sub-G无线MCU,搭配自家的Simplicity Studio,来协助工程师从产品概念、评估到实作,都能设计出低功耗或无线的产品,以减少工程师们在开发嵌入式或物联网产品的开发周期。