Ambiq hat den Stromverbrauch seiner Apollo-MCUs sowohl im aktiven Betrieb als auch im Schlafmodus gesenkt.

Ambiq hat den Stromverbrauch seiner Apollo-MCUs sowohl im aktiven Betrieb als auch im Schlafmodus gesenkt.Ambiq Micro

Die Apollo-Serie besteht aus vier 32-Bit-ARM-Cortex-M4F Mikrocontrollern. Wie das F andeutet, ist die MCU mit Floating-Point-Einheit konfiguriert. In realen Anwendungen soll die Stromaufnahme 5- bis 10-mal geringer als bei anderen MCUs mit vergleichbarer Leistungsfähigkeit liegen. Ambiq hat dazu seine patentierte SPOT-Plattform verwendet (Sub-Threshold Power Optimized Technology): Sie betreibt Transistoren auf einem Spannungspegel unter 0,5 V, statt sie wie üblich auf den vollen Ein-Pegel mit 1,8 V zu schalten. Die Technologie nutzt den Leckstrom ausgeschalteter Transistoren (Logische 0) für Berechnungen. SPOT ist als Standard-CMOS-Prozess umgesetzt. Im Gegensatz zu früheren Sub-Threshold-Schaltvorgängen sei die Technologie unempfänglich gegenüber Rauschen, Temperaturschwankungen und Prozessabweichungen. Mit seinen SPOT-basierten Echtzeit-Takt-ICs AM08x5 und AM18x5 ist Ambiq Micro bereits seit 2013 auf dem Markt.

Der Stromverbrauch der Apollo-MCUs ist sowohl im Aktiv- als auch im Sleep-Modus optimiert. Sie verbrauchen nur 30 µA/MHz bei der Befehlsausführung aus dem Flash und bieten im Sleep-Modus einen durchschnittlichen Stromverbrauch von nur 100 nA. Die MCUs arbeiten mit bis zu 24 MHz Taktfrequenz, besitzen bis zu 512 kBtye Flash und 64 kByte RAM. Die Kommunikation mit Sensoren, Funkeinrichtungen, anderer Peripherie und einem optionalen Host-Prozessor erfolgt über I2C/SPI-Ports und einen UART. Ebenfalls integriert sind ein ADC mit 10 Bit, 13 Kanälen und 1 MSample/s sowie ein Temperatursensor mit ±2 °C Genauigkeit. Zwei kompakte Gehäuse stehen zur Auswahl: ein 64-Pin-BGA (4,5 × 4,5 mm2) mit 50 GPIOs und ein kleines 42-Pin-CSP (2,4 × 2,77 mm2) mit 27 GPIOs.

Mark Foley ist CEO und President bei Ambiq Micro in Austin, Texas.

Mark Foley ist CEO und President bei Ambiq Micro in Austin, Texas.Ambiq Micro

Mark Foley, CEO und President bei Ambiq Micro, erklärte dazu: „Die Energieeffizienz von Mikrocontrollern ist in den letzten Jahren zwar immer besser geworden, aber hat nur annähernd die Verbesserung erreicht, die wir mit der SPOT-Plattform erzielt haben. Die Technologie hat sich in den letzten Jahren für unsere Echtzeit-Takt-ICs bewährt und wird nun für die Apollo MCUs verwendet.“ Foley weiter: „Damit steht ein Durchbruch bei der Batterielebensdauer bevor, den Entwickler von tragbaren Geräten fordern. Wir gehen davon aus, dass sich der Stromverbrauch von Halbleiterbauelementen alle zwei Jahre halbieren wird. Dieser Trend beginnt mit dieser neuen Technologie.“