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Den Leopard Gecko von Energy Micro gibt es in 60 Varianten.
Die rot hervorgehobenen Blöcke sind neu im Leopard- und Giant-Gecko.
Das EFM32GG-DK3750-Entwicklerkit enthält einen Giant Gecko.

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

Jürgen Hoika ist VP Sales EMEA bei Energy Micro in München.

Jürgen Hoika ist VP Sales EMEA bei Energy Micro in München.Energy Micro

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.“