王浪 应用工程师, 世强电讯
为满足家居自动化和仪表对能效的需求,Silicon Laboratories (芯科实验室有限公司,简称Silicon Labs)日前宣布推出业界最低功耗单芯片无线微控制器(MCU)。 Silicon Labs新推出的超低功耗Si10xx无线MCU(Si
Si10xx系列产品在
高性能、资源丰富的MCU
Si10xx家族产品内建了低功耗混合信号片上系统型的MCU。具有优异的性能、丰富的资源及外设。见图FIGURE1.1 主要特性如下:
■单节/双节电操作,内建DC-DC升压型转换器
■高速、流水线结构的与8051兼容的微控制器核(可达25MIPS)
■全速、非侵入式的在系统调试接口(片内)
■真10位、300ksps、23通道单端ADC,带模拟多路器
■6位可编程电流基准
■高精度可编程的24.5MHz内部振荡器(使用扩频技术)
■64KB或32KB的片内FLASH存储器
■4352字节片内RAM
■硬件实现的SMBus/I
■4个通用的16位定时器
■具有6个捕捉/比较模块和看门狗定时器功能的可编程计数器/定时器阵列(PCA)
■硬件实时时钟(smaRTClock),工作电压可低至0.9V
■硬件CRC引擎
■片内上电复位、VDD监视器和温度传感器
该MCU FLASH存储器具有在系统重新编程能力,可用于非易失性数据存储,并允许现场更新8051固件。用户软件对外设具有完全的控制,可以关断任何外设以节省功耗。片内C2开发接口允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非入侵式、全速、在系统调试,能够在工业温度范围内用0.9~1.8V或者1.8~3.6V工作(即单节或者两节 AAA电池)。
领先的RF收发系统
Si10xx家族产品同时集成了EZRadioPRO 系列RF收发器,拥有很宽的工作频率范围, 高灵敏度,多种调制方式,输出功率大且可以很方便编程调节,发射功耗非常低,传输速率高,有141DB的LINK BUDGET 为业界领先!
>频率范围:240-960MHZ
>灵敏度:-121dBm
>FSK ,GFSK 和OOK
>20dBm(Si1010/1) (不需要外加PA ) ,+13 dBm(Si
>18mA@+1dBm
>85mA@+20dBm
>Date rate =256kbps
为什么能够超低功耗工作
在正常工作模式下,在F,C恒定时,我们给MCU供电电压是电池电压一半,此时功耗为市面上典型的其他低功耗MCU四分之一,除去DC-DC(效率比竞争对手效高25%)和LDO 上小部分功率消耗,总功率消耗比市面上的低功耗MCU 还要低很多,大大延长电池寿命,电池成本减少到原来的五分之一,而且MCU处于恒定供电电压,在休眠状态下,DC-DC能被关掉!以下为供电示意图和市面上典型低功耗MCU功耗对比图。
CMOS M U C供电图
市面上典型的MCU 与 silicon-labs si10XX (集成F9XX MCU)功耗对比图
MCU 超低功耗的另个一个原因:唤醒时间短,只需2us ! 另外内置低功耗的smaRTClock, 射频发射电流非常低,在18mA@+1dBm。 故内核为C
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Silicon Labs C |
XXMSP430X | ||||
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F99x |
F91x |
F93x |
1xx |
2xx |
5xx |
Active Mode IDD /MHZ@2.2V |
160µA |
160µA |
170µA |
280µA |
250µA |
165µA |
Active Mode IDD /MHZ@3.0V |
160µA |
160µA |
170µA |
385µA |
350µA |
165µA |
Sleep IDD |
10nA |
10nA |
50nA |
100nA |
100nA |
1600nA |
RTC IDD |
300nA |
300nA |
600nA |
900nA |
300nA |
2600nA |
Digital Wake |
2µS |
2µS |
2µS |
6µS |
1µS |
5µS |
Analog Setting |
1.5µS |
1.5µS |
1.5µS |
1700µS |
1700µS |
35µS |
为什么选择SI10XX产品
可以从以下几个方面考虑:
■芯片功耗非常低;
■高性能无线收发系统;
■高精度的ADC(内建温度传感器);
■内部有一个极低功耗32位smaRTClock 外设(实时时钟),可以直接用0.9-3.6V的电池电压工作,即使在器件进入最低功耗的掉电方式仍然能正常工作;
■应用电路简单,外围元件非常少,大大节省PCB面积,降低产品成本,下图为电路参考设计图。
应用领域
主要应用于上图所示的四大领域:
■智能能源和控制: 能量监控,灯控,通道控制
■安全方面:安全面板,PIR /运动检测 ,门窗传感器
■测量方面:油,水测量,居家显示,热能管理。
■汽车电子 :车库门,遥控车钥匙,TPMS 接收器
技术支持
为了提高采用Si10xx无线MCU进行智能家居与智能仪表产品开发的效率,Silicon Labs公司为MCU与系统设计、RF设计与优化,以及网络软件设计提供了丰富的软硬件开发工具。这些工具包括:
■Si1000-DK和Si1010-DK开发套件
■用于EZRadioPRO无线产品的SDBC-DK3开发平台
■无线开发套件(WDS),一套综合性的工具软件。利用它,即使很少或没有RF设计经验,也可以开发出可靠的、低成本的无线应用。
■EZMACPRO媒体访问控制模块(“无线网络功能包”)
■完全兼容的无线M – Bus协议栈(EN:13757-4),符合欧洲通用仪表网
以上工具可由Silicon Labs授权代理商世强电讯处直接获得,更多技术支持及产品信息请致电世强电讯。
F93x
1xx
2xx
5xx
Active Mode IDD /MHZ@2.2V
160µA
160µA
170µA
280µA
250µA
165µA
Active Mode IDD /MHZ@3.0V
160µA
160µA
170µA
385µA
350µA
165µA
Sleep IDD
10nA
10nA
50nA
100nA
100nA
1600nA
RTC IDD
300nA
300nA
600nA
900nA
300nA
2600nA
Digital Wake
2µS
2µS
2µS
6µS
1µS
5µS
Analog Setting
1.5µS
1.5µS
1.5µS
1700µS
1700µS
35µS
为什么选择SI10XX产品
可以从以下几个方面考虑:
■芯片功耗非常低;
■高性能无线收发系统;
■高精度的ADC(内建温度传感器);
■内部有一个极低功耗32位smaRTClock 外设(实时时钟),可以直接用0.9-3.6V的电池电压工作,即使在器件进入最低功耗的掉电方式仍然能正常工作;
■应用电路简单,外围元件非常少,大大节省PCB面积,降低产品成本,下图为电路参考设计图。
应用领域
主要应用于上图所示的四大领域:
■智能能源和控制: 能量监控,灯控,通道控制
■安全方面:安全面板,PIR /运动检测 ,门窗传感器
■测量方面:油,水测量,居家显示,热能管理。
■汽车电子 :车库门,遥控车钥匙,TPMS 接收器
技术支持
为了提高采用Si10xx无线MCU进行智能家居与智能仪表产品开发的效率,Silicon Labs公司为MCU与系统设计、RF设计与优化,以及网络软件设计提供了丰富的软硬件开发工具。这些工具包括:
■Si1000-DK和Si1010-DK开发套件
■用于EZRadioPRO无线产品的SDBC-DK3开发平台
■无线开发套件(WDS),一套综合性的工具软件。利用它,即使很少或没有RF设计经验,也可以开发出可靠的、低成本的无线应用。
■EZMACPRO媒体访问控制模块(“无线网络功能包”)
■完全兼容的无线M – Bus协议栈(EN:13757-4),符合欧洲通用仪表网
以上工具可由Silicon Labs授权代理商世强电讯处直接获得,更多技术支持及产品信息请致电世强电讯。