Jump to content

ЭФМ32

(Перенаправлено с микроконтроллера EFM32 )

EFM32 Gecko Микроконтроллеры [1] представляют собой семейство со смешанными сигналами 32-битных микроконтроллеров интегральных схем от Energy Micro (ныне Silicon Labs ) на базе ARM Cortex-M. [2] Процессоры, включая Cortex-M0+ , [3] Кортекс-М3 , [4] и Кортекс-М4 . [5]

Микроконтроллеры EFM32 имеют большую часть своих функций, доступных вплоть до режимов глубокого сна, при потреблении тока менее микроампер, что обеспечивает энергоэффективное и автономное поведение во время сна ЦП.

Примером периферийного устройства глубокого сна на EFM32 является интерфейс датчиков низкого энергопотребления (LESENSE), который способен переключать индуктивные , емкостные и резистивные датчики во время автономной работы в режиме глубокого сна. Еще одним аспектом микроконтроллеров Gecko является то, что периферийные устройства имеют прямое соединение друг с другом, что позволяет им взаимодействовать без пробуждения и вмешательства процессора. Это соединение известно как периферическая рефлекторная система (PRS).

Функциональность доступна в нижних режимах энергопотребления «Стоп» и «Отключение». Режим «Стоп» включает в себя аналоговые компараторы , сторожевые таймеры , счетчики импульсов, I 2 Ссылки C и внешние прерывания. В режиме Shutoff при токе потребления 20–100 нА, в зависимости от продукта, приложения имеют доступ к GPIO , сбросу, счетчику реального времени (RTC) и сохраняемой памяти.

Семейство EFM32 состоит из нескольких подсемейств, начиная с EFM32 Zero Gecko и заканчивая EFM32 Zero Gecko. [6] на базе ARM Cortex-M0+, [3] к более производительному EFM32 Giant Gecko [7] и Чудо-Геккон, [8] на базе Кортекс-М3 [4] и Кортекс-М4 [5] соответственно. Технология EFM32 также является основой для EFR32 Wireless Geckos. [9] портфель беспроводных систем на кристалле (SoC) с диапазоном частот ниже ГГц и 2,4 ГГц.

Семейства продуктов

[ редактировать ]
Семья Основной Скорость (МГц) Флэш-память (КБ) ОЗУ (КБ) USB ЖК-дисплей Связь Пакеты Емкостное чувство
Нулевой геккон ARM Кортекс М0+ 24 4,8,16,32 2,4 Нет Нет I2C , I2S , SPI , UART , USART КФН 24, КФН32, КФП48 Релаксационный осциллятор
Счастливый геккон ARM Кортекс М0+ 25 32,64 4,8 Нет, да Нет I2C, I2S, SPI, UART, USART CSP36, QFN24, QFN32, QFP48 Релаксационный осциллятор
Крошечный геккон ARM Кортекс М3 32 4,8,16,32 2,4 Нет Да I2C, I2S, SPI, UART, USART БГА48, КФН24, КФН32, КФН64, КФП48, КФП64 Релаксационный осциллятор
Геккон ARM Кортекс М3 32 16,32,64,128 8,16 Нет Да I2C, SPI, UART, USART БГА112, КФН32, КФН64, КФП100, КФП48, КФП64 Релаксационный осциллятор
Джейд Геккон ARM Кортекс М3 40 128,256,1024 32,256 Нет Нет I2C, I2S, SPI, UART, USART QFN32, QFN48, BGA125 Емкость в цифровой
Леопардовый геккон ARM Кортекс М3 48 64,128,256 32 Да Да I2C, I2S, SPI, UART, USART БГА112, БГА120, КСП81, КФН64, КФП100, КФП64 Релаксационный осциллятор
Гигантский геккон ARM Кортекс М3 48 512,1024 128 Да Да I2C, I2S, SPI, UART, USART БГА112, БГА120, КФН64, КФП100, КФП64 Релаксационный осциллятор
Жемчужный геккон ARM Кортекс М4 40 128,256,1024 32,256 Нет Нет I2C, I2S, SPI, UART, USART QFN32, QFN48, BGA125 Емкость в цифровой
Чудо-геккон ARM Кортекс М4 48 64,128,256 32 Да Да I2C, I2S, SPI, UART, USART БГА112, БГА120, КСП81, КФН64, КФП100, КФП64 Релаксационный осциллятор
EFM32 от Silicon Labs

Ключевые свойства

[ редактировать ]

Энергоэффективность микроконтроллеров EFM32 обусловлена ​​автономной работой в режимах глубокого сна, низкими активными токами и токами сна, а также быстрым временем пробуждения. Устройства EFM32 утверждают, что их конструкция позволяет сократить циклы разработки, поскольку они совместимы по выводам и программному обеспечению , масштабируются в соответствии с широкими требованиями приложений и совместимы с несколькими платформами разработки. Портфолио беспроводных устройств Gecko (EFR32) имеет одну и ту же архитектуру MCU с совместимостью как программного, так и аппаратного обеспечения (контакт/корпус).

На низком уровне микроконтроллер можно разбить на восемь категорий: ядро ​​и память, управление тактовой частотой, управление энергопотреблением, последовательные интерфейсы, порты ввода-вывода, таймеры и триггеры, аналоговые интерфейсы и модули безопасности.

К особенностям MCU относятся:

  • Низкоэнергетические режимы.
  • Peripheral Reflex System (PRS), система периферийных соединений с восемью триггерами для выполнения задач без вмешательства ЦП.
  • ЦП: серия ARM Cortex-M, от Cortex-M0+ до Cortex-M4.
  • Тактовая частота: от 4 МГц до 48 МГц.
  • Низкочастотные и сверхнизкочастотные часы.
  • Внутренние регуляторы напряжения.
  • Флэш-память: от 4 КБ до 1024 КБ.
  • ОЗУ: от 2 КБ до 128 КБ.
  • Последовательные цифровые интерфейсы: USART, UART с низким энергопотреблением, I2C и USB.
  • Блок таймеров и триггеров микроконтроллера включает в себя КРИОТАЙМЕР, [10] счетчик импульсов низкой энергии (PCNT) и резервный счетчик реального времени (RTC).
  • Аналоговые модули: АЦП, ЦАП, операционные усилители и аналоговые компараторы .
  • Аппаратные криптографические механизмы [11] и циклические избыточные проверки (CRC).
  • До 93 контактов ввода/вывода общего назначения (GPIO) .
  • Некоторые варианты имеют ЖК-контроллеры.

Ресурсы для проектирования и разработки

[ редактировать ]

Ресурсы для проектирования и разработки включают в себя бесплатную интегрированную среду разработки (IDE) , инструменты анализа производительности, инструменты и утилиты настройки, компиляторы и платформы разработки, программные стеки, справочный код и примеры дизайна, рекомендации по применению, обучающие видеоролики и технические документы .

Студия Simplicity Silicon Labs [12] — это бесплатная платформа разработки на базе Eclipse с графическими инструментами настройки, инструментами профилирования энергопотребления, инструментами анализа беспроводной сети, демонстрациями, примерами программного обеспечения, документацией, технической поддержкой и форумами сообщества. Он также включает опции инструментов компилятора, включая GCC для ARM, [13] Кейл, [14] Встроенный инструментарий IAR, [15] и другие сторонние инструменты.

Инструменты в среде Simplicity Studio IDE включают Advanced Energy Monitor (AEM) и сетевой отладчик под названием «Packet Trace». Advanced Energy Monitor — это инструмент EFM32, который позволяет разработчикам выполнять профилирование энергопотребления во время работы приложения. Он также утверждает, что позволяет осуществлять прямую корреляцию кода для оптимизации как аппаратного, так и программного обеспечения. Network Debugger — это инструмент, который позволяет разработчикам использовать беспроводные микроконтроллеры Gecko для отслеживания сетевого трафика и пакетов на всех узлах сети.

EFM32 поддерживается несколькими сторонними операционными системами реального времени (RTOS) и программными библиотеками, драйверами и стеками, такими как операционные системы микроконтроллеров (uC/OS) (Micrium), FreeRTOS, GNU Chopstx, embOS (Segger), и ОС mbed (ARM). [16] В октябре 2016 года Silicon Labs приобрела Micrium. В дополнение к стекам промежуточного программного обеспечения, критически важным для IoT, таким как TCP/IP, Micrium предоставляет RTOS, которая позволяет встроенным IoT-проектам выполнять управление задачами в режиме реального времени.

Доступны стартовые комплекты EFM32. [17] для целей оценки и ознакомления с портфолио. Каждый стартовый комплект содержит датчики и периферийные устройства, которые помогают продемонстрировать возможности устройства, а также служат отправной точкой для разработки приложений. Использование программного обеспечения Simplicity Studio также предоставляет доступ к информации о комплекте и возможность программировать стартовый комплект с помощью демонстраций и примеров кода. Большинство стартовых комплектов содержат EEPROM с идентификаторами плат, что позволяет осуществлять автоматическую настройку при подключении комплекта к Simplicity Studio IDE.

Некоторые комплекты EFM32 поддерживают ARM mbed. [18] Эти комплекты поддерживают ARM mbed. [19] «из коробки» и поддерживаются в инструментах разработки Simplicity Studio и на форумах сообщества.

Показанный ниже стартовый комплект EFM32 Giant Gecko, включающий микроконтроллер Giant Gecko с 1024 КБ флэш-памяти и 93 GPIO, является одним из последних предложений стартовых комплектов в семействе EFM32.

Стартовый комплект гигантского геккона EFM32
EFM32 Giant Gecko Starter Kit
Хэппи Гекко ТО

Другие стартовые комплекты EFM32 включают :

Стартовый комплект (шт.) Номер детали Основные возможности СТК Тип ЖК-дисплея Вариант питания от аккумулятора
Pearl Gecko STK (также используется для Jade Gecko MCU) SLSTK3401A USB-отладчик J-Link, датчик относительной влажности и температуры, 2 пользовательские кнопки Память ЖК-дисплей Да
Чудо-геккон СТК EFM32WG-STK3800 Отладчик USB J-Link, флэш-память 32 МБ, 20-контактный разъем расширения, датчик внешней освещенности, металлический ЖК-датчик, 2 пользовательские кнопки 160-сегментный ЖК-дисплей Да
Гигантский геккон СТК EFM32GG-STK3700 Отладчик USB J-Link, флэш-память 32 МБ, 20-контактный разъем расширения, датчик внешней освещенности, металлический ЖК-датчик, 2 пользовательские кнопки 160-сегментный ЖК-дисплей Да
Леопардовый геккон СТК EFM32LG-STK3600 Отладчик USB J-Link, флэш-память 32 МБ, 20-контактный разъем расширения, датчик внешней освещенности, металлический ЖК-датчик, 2 пользовательские кнопки 160-сегментный ЖК-дисплей Да
Геккон СТК EFM32-G8XX-STK Отладчик USB J-Link, 20-контактный разъем расширения, 2 пользовательские кнопки и сенсорный слайдер ЖК-дисплей 4x40 Да
Крошечный геккон ТО EFM32TG-STK3300 USB-отладчик J-Link, готовность к демо-версии LESENSE, датчики освещения, ЖК-дисплея и сенсорного экрана, 2 пользовательские кнопки ЖК-дисплей 8x20 Да
Хэппи Гекко ТО СЛСТК3400А Отладчик USB J-Link, 20-контактный разъем расширения, датчик относительной влажности и освещенности, 2 пользовательские кнопки и 2 сенсорные кнопки ЖК-дисплей с памятью 128x128 пикселей Да
Нулевой геккон СТК EFM32ZG-STK3200 Отладчик USB J-Link, 20-контактный разъем расширения, 2 пользовательские кнопки и 2 сенсорные панели ЖК-дисплей со сверхнизким энергопотреблением и памятью 128x128 пикселей. Да

Энергетические режимы

[ редактировать ]

EFM32 разработан для достижения высокой степени автономной работы в режимах с низким энергопотреблением. Доступны несколько режимов сверхнизкого энергопотребления для настройки энергопотребления и значительного снижения энергопотребления.

Энергетический режим Государственное обозначение Характеристики Потребляемая мощность
Активный/Работающий ЕМ0 ЦП ARM Cortex-M извлекает и выполняет инструкции из флэш-памяти или оперативной памяти, а также можно включить все периферийные устройства с низким энергопотреблением. EFM32 может быстро перейти в один из режимов с низким энергопотреблением из этого режима, эффективно останавливая процессор и флэш-память. После пробуждения все режимы с низким энергопотреблением возвращаются в этот режим в течение 2 мкс, что позволяет легко перейти в режим с низким энергопотреблением и при необходимости вернуться к 32-битной производительности. 114 мкА/МГц
Спать ЕМ1 Тактовая частота ЦП отключена, что эффективно снижает энергопотребление, необходимое для работы, сохраняя при этом все функции периферийных устройств с низким энергопотреблением (включая флэш-память и ОЗУ). Используя систему периферийных рефлексов (PRS) и DMA, система может собирать и выводить периферийные данные без вмешательства ЦП. Такое автономное поведение позволяет системе оставаться в этом режиме в течение длительного периода времени, тем самым увеличивая срок службы батареи. Кроме того, оперативная память с низким уровнем утечки обеспечивает полное сохранение данных. 48 мкА/МГц
Глубокий сон ЕМ2 Микроконтроллеры EFM32 обеспечивают высокую степень автономной работы при низком энергопотреблении. В этом режиме высокочастотный генератор выключен; однако для периферийных устройств с низким энергопотреблением доступны генератор с частотой 32 кГц и часы реального времени. Поскольку процессор ARM Cortex-M не работает в этом режиме, MCU выполняет расширенные операции в спящем режиме. Периферийные устройства работают автономно благодаря интеллектуальному взаимодействию модулей и памяти, время пробуждения до EM0 составляет всего 2 мкс, а оперативная память с низким уровнем утечки обеспечивает полное сохранение данных в этом режиме. 0,9 мкА
Останавливаться ЕМ3 Этот режим адаптирует энергопотребление EFM32 для поддержания очень короткого времени пробуждения и реагирования на внешние прерывания. В этом режиме низкочастотный генератор отключен, но ОЗУ с малой утечкой обеспечивает полное сохранение данных, а маломощный аналоговый компаратор или асинхронные внешние прерывания могут разбудить устройство. 0,5 мкА
Отключение ЕМ4 В этом самом глубоком доступном режиме энергопотребления микроконтроллер EFM32 полностью отключается, и единственный способ проснуться — это перезагрузка. Этот режим энергопотребления обеспечивает дополнительную экономию энергии для приложений, которые не требуют сохранения часов реального времени или оперативной памяти. Этот режим доступен в некоторых периферийных устройствах с низким энергопотреблением, включая сброс при включении питания и внешние прерывания. 20 нА

Основная технология

[ редактировать ]

Продукты EFM32 могут поддерживать обработку с меньшим потреблением энергии. В режиме «Активный/Работа» базовый ток потребления EFM32 составляет 114 мкА/МГц при выполнении кода в реальном времени с тактовой частотой 32 МГц при питании 3 В. Максимальная тактовая частота EFM32 составляет 48 МГц, что ограничивает общее энергопотребление.

Потребление энергии EFM32 можно снизить путем настройки подключенных периферийных устройств. В режиме Active/Run ЦП может взаимодействовать со всеми периферийными устройствами. Взаимодействие с высокочастотной периферией, требующей тактовой частоты мегагерцового диапазона, может осуществляться в режимах «Активный/Работа» и «Спящий режим». Взаимодействие с низкоскоростными периферийными устройствами, требующими более низкой тактовой частоты, например 32 килогерца, может осуществляться в режиме глубокого сна и в любом более высоком режиме. С асинхронными периферийными устройствами, не требующими тактирования, можно взаимодействовать в режиме остановки и в любом более высоком режиме.

Чтобы еще больше снизить энергопотребление, время взаимодействия EFM32 можно сгруппировать так, чтобы ЦП просыпался для взаимодействия с периферийными устройствами, а затем, когда взаимодействие и обработка завершены, EFM32 можно перевести в один из нижних режимов. энергетические режимы. Функции автономных периферийных устройств, периферической рефлекторной системы и LESENSE также могут использоваться для поддержания EFM32 в режимах с низким энергопотреблением.

  • Функция автономной периферии гарантирует, что периферийные устройства могут работать без пробуждения процессора. Эта функция обеспечивает поддержку прямого доступа к памяти (DMA) до 16 каналов, в зависимости от EFM32.
  • Систему Peripheral Reflex можно настроить для работы с автономными периферийными устройствами, выполняя задачи без вмешательства ЦП.
  • LESENSE — это функция EFM32, которая позволяет MCU контролировать до 16 датчиков в режиме глубокого сна. В этом режиме EFM32 может выполнять резистивные, емкостные и индуктивные измерения.

При необходимости EFM32 может выйти из режима глубокого сна и задействовать процессор менее чем за две микросекунды.

Примеры применения низкоэнергетической технологии Gecko

[ редактировать ]

Приложения для измерения АЦП [20] (температура): В демонстрации с микроконтроллером Wonder Gecko и стандартным температурным термистором настройка АЦП на выборку данных термистора каждую секунду (с частотой 1 Гц) соответствует среднему току 1,3 мкА. Это соответствует батарее типа «таблетка» CR2032 емкостью 220 мАч, срок службы которой составляет около 20 лет. То же самое приложение можно реализовать с помощью LESENSE и предустановленных пороговых значений вместо использования выборок АЦП с регулярными интервалами времени. В случае LESENSE и нерегулярных триггеров пороговая частота триггера 1 Гц позволит EFM32 оставаться в режиме низкого энергопотребления, если показания датчика не превысят заданный порог.

Счетчик импульсов низкой энергии для метрологии: Используя счетчик импульсов низкой энергии, EFM32 также можно использовать в приложениях (импульсного) измерения. Например, с помощью магнитного датчика Холла EFM32 может преобразовывать положение вращения в количественную скорость или расход. Это обычная ситуация при учете расхода воды или тепла. EFM32 можно использовать в режиме остановки (EM3) для подсчета импульсов и расчета расхода. Потребляемая мощность в этом состоянии может составлять всего 650 нА (3 В постоянного тока).

Семейство микроконтроллеров EFM32 — один из двух продуктов Energy Micro . Второй — радиоприемники EFR4D Draco SoC.

  • В апреле 2008 года Energy Micro объявила о том, что лицензировала ядро ​​ARM Cortex-M3. [21]
  • В октябре 2009 года Energy Micro анонсировала семейство микроконтроллеров EFM32 Gecko (серия EFM32G) на базе Cortex-M3. [22]
  • В декабре 2009 года Energy Micro анонсировала комплект разработки для своего семейства микроконтроллеров EFM32 Gecko.
  • В феврале 2010 года Energy Micro объявила о выпуске микроконтроллеров EFM32 Tiny Gecko.
  • В марте 2010 года Energy Micro анонсировала семейство микроконтроллеров EFM32 Tiny Gecko (серия EFM32TG) на базе Cortex-M3.
  • В марте 2010 года Energy Micro анонсировала недорогой стартовый комплект EFM32 Gecko.
  • В июле 2010 года Energy Micro анонсировала семейство микроконтроллеров EFM32 Giant Gecko (серия EFM32GG) на базе Cortex-M3 для приложений с большим объемом памяти.
  • В ноябре 2010 года Energy Micro анонсировала пакет разработки Simplicity Studio.
  • В марте 2011 года Energy Micro анонсировала семейство микроконтроллеров EFM32 Zero Gecko (серия EFM32ZG) на базе Cortex-M0+ для недорогих приложений.
  • В сентябре 2011 года Energy Micro анонсировала семейство микроконтроллеров EFM32 Leopard Gecko (серия EFM32LG) на базе Cortex-M3.
  • В апреле 2013 года Energy Micro анонсировала семейство микроконтроллеров EFM32 Wonder Gecko (серия EFM32WG) на базе ARM Cortex-M4F.
  • В июне 2013 года Silicon Labs объявила о намерении приобрести Energy Micro. [23]
  • В июле 2013 года Silicon Labs завершила приобретение Energy Micro. [24]

Инструменты разработки

[ редактировать ]

Компилятор Gecko mbed доступен по адресу: https://developer.mbed.org/compiler/#nav:/ ;

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ «32-битный микроконтроллер» . www.silabs.com . Архивировано из оригинала 28 февраля 2015 года.
  2. ^ «Микропроцессорные ядра и технологии – Arm®» .
  3. ^ Перейти обратно: а б «Кортекс-М0+» .
  4. ^ Перейти обратно: а б «Кортекс-М3» .
  5. ^ Перейти обратно: а б «Кортекс-М4» .
  6. ^ «Самый маленький 32-битный микроконтроллер ARM Cortex M0 — Silicon Labs» .
  7. ^ «32-битный микроконтроллер EFM32 — микроконтроллер малой мощности — Silicon Labs» .
  8. ^ «32-битный микроконтроллер EFM32 ARM Cortex M4 — Silicon Labs» .
  9. ^ «Многопротокольная беспроводная связь — Silicon Labs» .
  10. ^ «Документация к программному обеспечению EFM32 Pearl Gecko 12» . 9 марта 2017 г. Архивировано из оригинала 6 ноября 2020 г.
  11. ^ «Криптомодуль EFM32 Series 1» . 9 июля 2021 г. Архивировано из оригинала 24 сентября 2021 г.
  12. ^ «Студия Simplicity — Силиконовые лаборатории» .
  13. ^ «Цепочка инструментов GNU | Встроенная цепочка инструментов GNU Arm» .
  14. ^ «МДК Версия 5» .
  15. ^ «Продукты» . 27 ноября 2020 г.
  16. ^ «Мбед ОС | Мбед» .
  17. ^ «Инструменты разработки — Кремниевые лаборатории» .
  18. ^ «Силиконовые Лаборатории | Мбед» .
  19. ^ «Mbed, mbed OS и EFM32 — Silicon Labs» .
  20. ^ Ло, Ойвинд (6 июня 2016 г.). «Управление Интернетом вещей с учетом энергетического бюджета» . Нью-ТехЕвропа. Архивировано из оригинала 2 декабря 2016 года.
  21. ^ «Новости – Арм®» .
  22. ^ «Кремниевые лаборатории» . Архивировано из оригинала 21 июня 2013 года . Проверено 7 июня 2013 г.
  23. ^ «Silicon Labs приобретает Energy Micro, лидера в области маломощных микроконтроллеров и радиоприемников на базе ARM Cortex | Новости и пресс-релизы | Silicon Labs» . Архивировано из оригинала 11 июня 2013 года . Проверено 7 июня 2013 г.
  24. ^ «Silicon Labs завершает приобретение Energy Micro | Новости и пресс-релизы | Silicon Labs» . Архивировано из оригинала 2 декабря 2016 года . Проверено 1 декабря 2016 г.
[ редактировать ]
Официальные документы EFM32
Официальные документы ARM
Видео о стартовом наборе EFM32
Обучающие видеоролики по EFM32
Блог EFM32
Другой
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f75f27ba29cc0c0af9f30b1361af0fbf__1721635920
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f7/bf/f75f27ba29cc0c0af9f30b1361af0fbf.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
EFM32 - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)