拓展IoT應用優勢 選擇最適用的MCU特性和功能

Silicon Labs(芯科實驗室)亞太區MCU資深行銷經理彭志昌。

嵌入式產品需要能源低、效率高的處理器，Silicon Labs(芯科實驗室)推出簡化且一致化的開發工具，從產品概念到成本過程中，完整協助工程師快速優化設計並評估耗電量，進而採購適合的MCU產品，以減少產品開發週期…

從開發工具出發  以選擇適切的MCU產品

Silicon Labs(芯科實驗室)亞太區MCU資深行銷經理彭志昌先生，針對「高效能源的MCU與工具」之議題做演說。他表示Silicon Labs為其工具做了調查，發現越來越多客戶在選擇MCU時，會在意開發工具的功能完整性。由於MCU供應商越來越多、型號繁多增加選擇上的困難度、產品功能越強使低功耗要求也越來越高、產品開發週期越來越短，這些都是MCU廠商所面臨的重大挑戰。

Silicon Labs推出的開發工具Simplicity Studio，不單可做8位元MCU的開發，也能支援32位元MCU，亦可支援無線通訊SoC的開發。亦即只要一套開發工具，即可選擇不同的MCU產品，來做出各式應用。

不只是開發工具  更是一套生態系統

彭志昌提到，運用Simplicity Studio讓IoT產品開發更簡單、更方便，因此它不僅是開發工具，更是一套生態系統(Ecosystem)，可提供多元的支援程度以簡化開發流程，從產品的概念到最終的成品。

其功能包含IDE開發軟體、編譯工具、連接庫、參考庫、相關產品文覽、技術手冊、論壇、電子貿易等工具，這些軟體都可以從Silicon Labs的網站免費下載。能為整個嵌入式系統的開發過程提供完整解決方案。

彭志昌表示，透過Simplicity Studio，可讓開發者在設計系統的過程，能夠針對系統需要的性能與功耗，提供適合的產品代碼，讓開發者可以快速對MCU做初步的評估，減少產品開發時程。他實際操作展示這個全新的Energy Profiler(能源分析儀)各種功能，像是具備絕佳正確度與信賴度、電流波形圖、搭配來源程式碼(Source Code)檢視、功能列表等特色。

Energy Profiler在執行畫面上，劃分了有：正確電流圖、Session計數器、X&Y軸放大功能、Y軸電流/X軸時間、繪圖控制、顯示模式切換、電壓檢視、門檻設定等8大功能。以Session計數器為例，可在優化的過程中，將功耗儲存起來，並為這個設計電路做評分(1？10分，10分是最佳功耗設計)，以便開發者可與其他Session做對比，並選擇適合的MCU。

與眾不同的32位元EFM32 MCU

芯科實驗室的MCU產品，包括32位元的EFM32 Gecko系列，與8位元的EFM8 Bee系列。前者有ARM Cortex-M0+、M3與M4F的核心，具備 900nA (休眠)與110uA/MHz的超低功耗，週邊可獨立運作，與接腳？軟體相容及移轉等工特色。而後者則以8051核心架構與生態系統為主，其週邊採用小型封裝，並有最小3x3mm的USB單晶片，以及成本低的特色，來協助開發者開發出各式嵌入式系統。

EFM32與其他廠商提供的ARM Cortex-M微控制器相比，優勢在於週邊裝置都可獨立運作，當CPU停止運作時，其他週邊不受影響，此外還具備5種功耗模式(EM0？EM4)，讓設計出來的產品能夠善用每一度電。

彭志昌以電池壽命與能量耗用的關係，透過功耗=電源x時間的公式，來說明EFM32的10種優勢。包括：1. 超低動態功耗、 2. 處理時間更短、3. 超快喚醒時間、4. 極低待機電量、5. 週邊獨立運作、6. 週邊反饋系統、7. 超棒能源模式設計、8. 週邊能效超高、9. 低能源感應器介面、10. 所有EFM32產品組合都是可以軟體相容的。

8位元EFM8 MCU與無線MCU介紹

Silicon Labs於2月推出全新的EFM8 MCU家族，提供超高性能(50MHz、低功耗、週邊存取快，未來會有72MHz的產品出來)、性價比高(超小封裝、高度整合、少即是多)、簡化設計(移轉簡易、工具一致、共通系統工具)等特性。

目前EFM8 MCU系列，有BUSY、SLEEPY、UNIVERSAL等3種系列。BUSY提供50MHz最高時脈，100K的採購量，每顆僅售0.19美元。SLEEPY為25MHz的低功耗平台，睡眠模式僅耗50nA，運作模式下每MHz僅耗150uA，(alan) 100K的採購量，僅要0.29美元。UNIVERSAL帶有USB模組，免外加晶片，低功耗USB模式，整合USB充電功能。

彭志昌接下來說明EFM8的各種優勢，像是1. 處理器核心(25？50MHz，70%指令集僅須單或兩週期，僅需要極少記憶體)、2. 數位週邊效率高(獨立運作以減少CPU負載等)、3. 高效類比週邊 (具備ADC、溫度感測、比較器、參考電壓，部份產品具備電流感測功能)、4. 高度整合(3x3mm超小空間，還整合USB功能)、5. 一致性的性能(不同電壓？溫度都有相同性能)、6. 超低功耗(運作？待機/USB模式都超省電，提升電池壽命)。

EFM8在佈線上，可依需求來選擇啓用晶片內的部份功能，減少干擾的情況，亦可避免做任何跳線。而在EFM8產品組合中的30多種型號裡，每個都具備程式碼相容能力，而BUSY系列的3x3mm也具備接腳相容的設計。

至於在Sub-G的無線MCU產品組合部份，採32位元ARM Cortex MCU，具備高功效的特色，並可搭配EFM產品線使用。Silicon Labs提供業界最高效能、最高整合度與能效的8位元MCU、能效與低功耗的32位元MCU以及Sub-G無線MCU，搭配自家的Simplicity Studio，來協助工程師從產品概念、評估到實作，都能設計出低功耗或無線的產品，以減少工程師們在開發嵌入式或物聯網產品的開發週期。