Den Giant Gecko hat Energy Micro bereits vor längerem angekündigt; die Lücke zum ursprünglichen Gecke soll jetzt der Leopard Gecko schließen. Zu Giant und Leopard gehören künftig 100 stromsparende Mikrocontroller, die alle auf dem ARM Cortex-M3 basieren und pin- sowie code-kompatibel zu bestehenden Gecko- und Tiny-Gecko-Bausteinen sind. Neu sind unter anderem die Speicherausstattung mit bis zu 1 MByte, weitere Gehäuse-Optionen und zusätzlichen Stromspar-, Datenanbindungs- und Displaytreiber-Funktionen.
Gecko familiär
Energy Micro bedient sich bei seinen Familiennamen in der Natur: Der Giant Gecko heißt in Deutschland „Neukaledonischer Riesengecko„, auch den „Leopardgecko“ gibt es in lebendiger Variante.
Bei der Skalierung nach unten nach dem Ur-Gecko hat Energy Micro zunächst den Tiny Gecko eingeführt – eine entsprechend benannte Tierart gibt es zwar nicht, aber einen „kleinen Gecko“ kann man sich noch gut vorstellen. Mit dem „Zero Gecko“ bricht Energy Micro endgültig aus – der basiert auf dem Cortex-M0 statt M3 und hat keine Entsprechung im Tierreich.
Die Leopard-Gecko-Familie besteht aus 60 MCUs, die 32 KByte RAM als Standard und Flash-Speicher in den Größen 64, 128 und 256 KByte bieten. Das obere Ende bilden die 40 MCUs der Giant-Gecko-Familie mit den Flash-Konfigurationen 512 oder 1024 KByte und mit 128 KByte RAM. Das erweiterte Angebot an Gehäuse-Optionen umfasst QFN64, QFP100, BGA112, das neue QFP64 und das 7 mm x 7 mm BGA120 mit kleinem Formfaktor. Die neuen Low-Power-Geckos bieten CPU-Taktfrequenzen bis zu 48 MHz.
Backup-Option gegen Stromausfälle
Eine neue Funktion der Leopard-Gecko- und Giant-Gecko-MCUs ist ein 400 nA Backup-Power-Modus, der zu den bisherigen fünf Energy-Modes dazukommt. Bricht die Hauptversorgung zusammen, dann lässt sich der Chip über eine Backup-Leitung weiter mit Energie versorgen, die typischerweise aus einem Kondensator stammt. 400 nA genügen, um die Echtzeituhr (RTC) in Betrieb zu halten sowie 512 Backup-Register-Bytes zu retten. Dies schützt gegen Clock-Reset und Datenverlust bei kurzzeitigem Stromausfall.
Um die Anzahl externer Bauteile weiter zu verringern, bieten die neuen MCUs auch drei integrierte Operationsverstärker. USB 2.0 Full-Speed-Anbindung steht nun bei den Leopard- und Giant-Produkten zur Verfügung und unterstützt OTG-Protokolle sowie bis zu 14 Endpunkte, die jeweils mit 2 KByte gepuffert sind. Ein integrierter 3,3-V-Regler erlaubt den Betrieb der MCU über die USB-Versorgung. Zu den weiteren Kommunikationsoptionen zählen fünf serielle USART/UART-Schnittstellen sowie Energy Micros stromsparender UART, der bei 9600 Baud nur 150 nA Strom verbraucht.
Animation ohne CPU und GPU
Neben dem 8×36-Segment-LCD-Controller bieten die neuen MCUs nun auch einen 320×240-Pixel TFT-Controller mit Direktansteuerung, der Displays ohne Intervention der CPU ansteuert, was die Stromaufnahme des Systems nun in noch mehr Anwendungen verringert. Jürgen Hoika, VP Sales EMEA, betont, dass der TFT-Controller sogar einfache Animationen darstellen kann, während die CPU im Schlafmodus verharrt. Diese Funktion ist bereits aus dem LCD-Controller bekannt, für TFT-Controller aber ein Novum. Der Trick gehört zu vielen weiteren Techniken, mit denen Energy Micro den Gesamt-Stromverbrauch seiner Mikrocontroller senkt. Die Idee: Je seltener die CPU aktiv wird, dest seltener verbraucht sie Strom.
In die selbe Richtung geht der Lesense-Funktionsblock (Low Energy Sense), den Energy Micro schon mit der Tiny-Gecko-Familie eingeführt hatte. Das generische Interface überwacht einen Mix aus bis zu 16 kapazitiven, induktiven oder resistiven Sensoren – unabhängig vom Prozessor-Core im Sub-µA Deep-Sleep-Modus der MCU. Überschreitet eines dieser Signale zum Beispiel einen einstellbaren Schwellwert, dann löst Lesense ein Event im Peripheral-Reflex-System aus. Dieses System kann zum Beispiel Daten per DMA von einem AD-Wandler in den Speicher schieben – ohne die CPU aufzuwecken.
Stromsparen par excellence
Auf der Basis von Energy Micros Low-Power-MCU-Architektur und den Peripherie-Funktionsblöcken, erreichen EFM32 Gecko-MCUs eine aktive Stromaufnahme von nur 160 µA/MHz. Im Deep-Sleep-Modus mit laufender RTC werden nur 400 nA, im Shut-off-Modus mit GPIO Wake-up nur 20 nA verbraucht. Die Wake-up-Zeit aus den Sleep-Modi beträgt nur 2 µs.
Leopard-Gecko-MCUs kosten ab 2,47 US-Dollar und die Giant-Gecko-Variante ab 3,53 US-Dollar in 100.000er Stückzahlen.
Entwicklungssystem
Ebenfalls neu ist das Entwicklungskit EFM32GG-DK3750. Es kostet 349 US-Dollar und bietet vollen J-Trace- und J-Link-Support sowie Zugriff auf die Stromsparfunktionen der Giant-Gecko-MCUs, einschließlich einer Backup-Power-Domäne, USB-Anbindung, TFT-Display-Treiber und einen 400-nA-Energiesparmodus.
Das Entwicklungskit umfasst eine Giant-Gecko-MCU im 10 mm x 10 mm BGA112-Gehäuse, ein resistives Touch-Farbdisplay mit 320 x 240 Pixel, 16 MByte NOR-Flash und 4 MByte PSRAM, MicroSD-Card-Support, Audio I/O, einen I2S DAC, einen USB-Port, Anschlüsse für einen integrierten Low Energy UART und einen 10/100 MBit/s SPI-basierten MAC/PHY. Eine Reihe von Schaltern, LEDs, ein 5-Achsen-Joystick sowie Debug- und Trace-Stecker stehen zur Verfügung, genauso wie Seggerss J-Trace und J-Link über die USB-Schnittstelle, über die das Kit auch mit Strom versorgt wird.
„Das Kit eignet sich zur Entwicklung tragbarer Anwendungen in den Bereichen Medizintechnik, Fitness und Elektronikzubehör“, erläutert Andreas Koller, Vice President World-Wide Sales and Marketing bei Energy Micro. „Anwender des EFM32 Giant Gecko können damit fortschrittliche, energieeffiziente Cortex-M3-Anwendungen sehr schnell entwickeln – und das ohne zusätzliche Debugger oder Tools.“
(lei)