M0-Gecko flytter standby-grænserne

Med forventede 30 milliarder netværksforbundne processorer i år 2020 er der et desperat behov for at minimere forbruget for de styrende, embeddede komponenter.
Silicon Labs – i praksis Energy Micros – Gecko-serie er en familie af mikrocontrollere, der i væsentlig grad er rettet mod de industrielle markeder, og ikke mindst de applikationer, som har meget lange standby-tider. Netop i de tilfælde giver det fantastisk god mening at minimere tomgangsforbruget, og på den måde kan man vel hævde, at barren bliver sænket. Grundlæggende er udviklingen af generelle komponenter baseret på ønsket om at reducere forbruget mest muligt – det er ikke nogen hemmelighed – og det gælder især de komponenter, som opererer med meget korte bursts af aktivitet og omvendt meget lange sleep-perioder. Og dermed imødegår Zero Gecko komponenterne i EFM32-serien den kritiske udvikling i forbruget som følge af den eksplosive vækst i antallet af komponenter.
Og det er faktisk lykkedes Silicon Labs at fremelske den mest energivenlige mikrocontroller på markedet. Forbruget i sleep-mode er kun 500nA, når komponenter har processorøjet åbent på klem. Og når det er tilfældet, kan Zero Gecko være oppe på fuld hastighed inden for kun 2µs.
Zero Gecko opererer typisk ved frekvenser op til 24MHz og med relativt beskedne on-board memory størrelse målt efter dagens skabelon. Men man må ikke forveksle beherskede data med beskeden ydelse. Det er mere et spørgsmål om at konstruere komponenter, der imødekommer de ekstremt krævende energispecifikationer, men til priser, der vil give OEM’er og designere nogle konkurrencedygtige priser – hvilket til en pris ned til 0,49 USD er blevet kronet med succes af Zero Gecko-komponenterne.
Det lave forbrug er naturligvis baseret på en summering af funktioner, der alle har meget lave forbrug. Det kan man ikke mindst tilskrive periferien, der er yderst påpasselig med energien. Eksempelvis trækker den 12-bit store A/D-konverter i Zero Gecko familien kun 350µA ved 1Msps, ligesom en fuld UART med 32kHz clock kun bruger 150nA ved 9.600 baud. Komponenterne i serien kan løbende trækkes ned til forskellige sleep-modes afhængigt af power-down typer og –perioder. I EM0-tilstand er strømtrækket 110µA/MHz, hvilket kan reduceres til 50µA/MHz i EM1-tilstand. I stop-mode (EM2) er forbruget faldet til 510nA med opretholdelse af brown-out dertektering og CPU samt RAM fortsat ”i live”. I shut-down mode kan forbruget være helt nede på 20nA, men det kræver så en pin- eller GPIO-reset for at vække kredsen til liv igen.
Læs mere om Zero Gecko-komponenterne i Aktuel Elektronik nr. 14, der er på gaden 22. november.