Silicon Labs 的 EFM32? Gecko 32 位微控制器 （MCU） 系列包括 25 設備，這些設備具有高達 128 kB、8–16 kB RAM 的閃存，以及速度高達 32 MHz 的 CPU 的配置。基于強大的 ARM? Cortex?-M3 內(nèi)核，Gecko 系列采用創(chuàng)新低能耗技術，節(jié)能模式喚醒時間縮短，可搭配各種外圍設備，是電池驅動應用及其他需要高性能和低功耗系統(tǒng)的理想選擇。

　　特點

• 32 MHz ARM Cortex-M3

　　　　　　CPU1.25 DMIPS/MHz
　　　　　　高級數(shù)學運算功能
　　　　　　內(nèi)存保護單元 （MPU）

• 高達 128 kB 的閃存和 16 kB RAM 內(nèi)存
• 多達 90 個 GPIO，驅動強度為 20 mA
• 靈活的能耗管理系統(tǒng)，5 個不同能耗模式
• 硬件 AES，128/256 位加密和解密
• 適用于自主運行的周邊反射系統(tǒng)
• 超低功耗的精度和模擬外圍設備

　　　　　　12 位、1 Msps ADC
　　　　　　12 位、500 ksps DAC

• 可配置 LCD 控制器，最多可驅動 4x40 段 LCD
• 16 外部中斷
• 外部總線接口
• 直接存儲器存取 （DMA） 控制器
• 高頻、低頻集成振蕩器
• 具有高達 16 Mbps 的 UART 和 SPI 模式的 USART
• 具有 100 nA 接收模式的低能耗 UART
• 具有比較/捕獲功能的 16 位定時器/計數(shù)器
• 具有可選脈沖輸出的低能耗定時器
• 靈活的 24 位實時計數(shù)器
• 脈沖計數(shù)器
• 具有 8 個輸入 MUX 和電容傳感功能的模擬比較器
• 片上加電復位和欠壓探測器
• 1.85–3.8 V 電壓
• 溫度范圍：–40 至 +85 °C
• 封裝：

　　　　　32 引腳 QFN （6 mm x 6 mm）
　　　　　48 引腳 QFP （7 mm x 7 mm）
　　　　　64 引腳 QFN （9 mm x 9 mm）
　　　　　64 引腳 QFP （10 mm x 10 mm）
　　　　　100 引腳 QFP （14 mm x 14 mm）
　　　　　112 引腳 BGA （10 mm x 10 mm）

　　ARM? Cortex?-M3內(nèi)核

　　ARM 旗艦 Cortex-M 系列處理器

　　ARM? Cortex?-M3 處理器具有出色的效率和靈活性，專為響應和功耗敏感型應用而開發(fā)。EFM32? Giant Gecko、Leopard Gecko、Gecko 和 Tiny Gecko 系列利用 Cortex-M3 低功耗和高性能特性，并結合了 Silicon Labs 的獨特的低功耗外圍設備，從而創(chuàng)建了一個卓越的低功耗嵌入式系統(tǒng)平臺。

　　一、低功耗

　　專為低功耗運行而設計的 32 位 Cortex-M3

　　具有 Thumb?-2 指令集的高功率效率

　　支持集成電源模式的小內(nèi)核封裝

　　二、高性能

　　Cortex-M3 運算速率為 1.25 DMIPS/MHz

　　獨立的數(shù)據(jù)和指令總線

　　具有 Thumb-2 指令集的高代碼密度和性能

　　出色的每指令時鐘周期比率

　　嵌套向量中斷控制器 （NVIC），出色的完成中斷處理

　　高級數(shù)學運算功能

　　Thumb-2 指令集架構 （ISA）

　　Cortex-M3 支持 Thumb-2 指令集中的 16 和 32 位指令。二者可以混合，同時不會增加復雜性或降低 Cortex-M3 的性能。硬件的除法指令和許多乘法指令為 EFM32 用戶提供了高的數(shù)據(jù)運算吞吐量。

　　三、基于哈佛架構的三級流水線式內(nèi)核

　　ARM Cortex-M3 三級流水線式包括指令提取、指令譯碼和指令執(zhí)行。Cortex-M3 還具有獨立的指令和數(shù)據(jù)總線。哈佛架構降低了數(shù)據(jù)和指令共享總線常見的障礙。

　　四、快速維護關鍵任務和中斷

　　EFM32 Cortex-M3 可在 2 μs 內(nèi)從低能耗模式進入活動模式，并在 Dhrystone 2.1 基準測試時實現(xiàn) 1.25 DMIPS/MHz 的運算速率。NVIC 是 Cortex-M3 處理器的一個完整的組成部分，可確保出色的中斷處理能力。可以配置多達 240 個優(yōu)先級為 1-256 的物理中斷，且不可屏蔽中斷進一步提高了中斷處理能力。對于嵌入式系統(tǒng)，這一增強的決定機制使得在已知的周期數(shù)內(nèi)處理關鍵任務成為可能。

　　五、減小 32 位封裝

　　Cortex-M3 的封裝較小，降低了系統(tǒng)成本。32 位的高性能縮短了應用的活動期，CPU 在活動期進行數(shù)據(jù)處理。活動期縮短后，應用的電池壽命得到顯著延長，EFM32 可以在多數(shù)時間內(nèi)運行于高效的低能耗模式之下。

　　高性能節(jié)能型 EFM32? 外圍設備

　　Silicon Labs EFM32? ARM? Cortex?-M 32 位微控制器 （MCU） 配備諸多旨在低能耗運行的外圍設備。低功耗外設可在不犧牲性能的情況下提供高吞吐量和性能，使用創(chuàng)新控制技術和周邊反射系統(tǒng) （PRS），一切皆有可能。外圍設備可在任何 CPU 都未介入的情況下響應和對外部或內(nèi)部觸發(fā)器的輸入信息作出反應。結合使用直接存儲器存取 （DMA） 控制器，啟用 PRS 的 EFM32 系統(tǒng)會受益于自主行為，進而減少延遲和能源消耗。

　　一、內(nèi)存和總線系統(tǒng)

　　Silicon Labs 的 EFM32 32 位微控制器系列內(nèi)置低延遲內(nèi)存系統(tǒng)，采用具有數(shù)據(jù)保存功能的低功耗閃存和 RAM，可實現(xiàn)極具吸引力的低能耗模式運行。EFM32 包含 4 主內(nèi)存分段（閃存、RAM、外部總線接口和低延遲外圍設備），其可通過 ARM Cortex-M CPU 或 DMA 控制器訪問。

　　

　　二、調試接口

　　EFM32 Cortex-M 設備采用 ARM CoreSight? 片上調試和跟蹤接口。串行線調試技術，特別是適用于 EFM32 的串行線調試端口，可用作片上調試模塊和計算機開發(fā)環(huán)境之間的接口。EFM32 調試接口使現(xiàn)場重新編程和更新系統(tǒng)變得很容易，并允許使用最少的 I/O 引腳進行調試。

　　調試和編程亮點包括：

• 　　2 線串行線調試接口
• 　??? 　　調試/編程
• 　　1 線串行線查看器輸出
• 　　?? 　打印樣式調試信息
• 　　? 　 功耗 （PC） 采樣
• 　　固件保護用調試鎖定
• 　　預編程引導加載程序
• 　　　　所有 EFM32 中的 UART
• 　　　　帶 USB 的零部件中的 UART+USB
• 　　5 線嵌入式跟蹤宏單元 （EFM32 Leopard Gecko、Giant Gecko 和 Wonder Gecko）
• 　　　　指令和數(shù)據(jù)跟蹤

　　三、直接存儲器存取 （DMA） 控制器

　　

DMA 可在 CPU 未介入的情況下移動數(shù)據(jù)，從而有效減少能耗和 CPU 工作量。此外圍設備可使系統(tǒng)以低能耗模式遷移數(shù)據(jù)，例如從 USART 遷移到 RAM 或從外部總線接口遷移到 DAC。

• 　　閃存/RAM 和外圍設備間傳輸
• 　　多達 12 個通道
• 　　多個高級傳輸模式（散集、往復式）
• 　　減少延遲

　　四、時鐘管理
　　時鐘管理單元

　　MCU 的功耗主要來自于時鐘和振蕩器。時鐘管理單元控制 Silicon Labs EFM32 MCU 上的時鐘和振蕩器，能夠單獨打開和關閉所有外圍設備模塊的時鐘，并啟用/禁用可用的振蕩器。結合使用低功耗振蕩器和靈活的時鐘控制方案即可最大程度減少任何給定應用的能耗。

　　時鐘管理單元具有以下特征：

• 　　多個時鐘源（集成 RC 和晶體振蕩器）
• 　　電流饑餓型振蕩器可確保低能耗運行
• 　　低啟動時間
• 　　動態(tài)系統(tǒng)時鐘分頻
• 　　32 kHz 外圍設備模塊時鐘預分頻器選擇
• 　　時鐘門控
• 　　時鐘管理單元概述

　　五、能耗管理

??????? 穩(wěn)壓器

　　所有 Silicon Labs EFM32 MCU 均配有片上穩(wěn)壓器，其可在運行時將供電電壓轉變?yōu)檎_的內(nèi)部電源。片上穩(wěn)壓器不受供電電壓范圍 （1.85–3.8 V） 支配，可產(chǎn)生全部所需電壓，從而使得給 EFM32 MCU 供電變得極為容易。

　　電壓比較器

　　電壓比較器會在電源電壓達到臨界水平后發(fā)出警報，簡單省事。如果電壓電平太低，復位管理單元會自動啟動復位，電壓比較器會比較電源電壓和內(nèi)部帶隙基準電壓。也可通過軟件調整電壓比較器的占空比，進一步減少能耗和功能：

• 　　64 步驟內(nèi)的可分 VDD，可選作為正比較器輸入值
• 　　內(nèi)部 1.25 V 帶隙基準電壓
• 　　適用于內(nèi)部 VDD 和帶隙基準電壓的低功耗模式
• 　　可選邊緣產(chǎn)生的異步中斷

　　加電復位

　　EFM32 MCU 開啟后，加電復位會在達到適當?shù)墓ぷ麟妷汉蟊O(jiān)控輸入電源電壓和信號，確保該 MCU 擁有正確的啟動狀態(tài)。加電復位外圍設備采用超低功耗設計，同時監(jiān)控外加功率，并在復位原因寄存器內(nèi)設置復位原因，以供軟件使用。

　　欠壓檢測器

　　如果電源電壓在運行期間跌至閾值電壓以下，“欠壓”即已發(fā)生。然后，欠壓檢測器會使 MCU 復位，以防止意外程序執(zhí)行和數(shù)據(jù)損壞。EFM32 配備兩個欠壓監(jiān)測器，一個用于外部非穩(wěn)壓電源，一個用于 1.8 V 穩(wěn)壓導電軌。

　　注意：欠壓監(jiān)測器模式已在 MCU 的 EM0 – EM3 模式下啟用，并且在 EFM32 Leopard Gecko、Giant Gecko 和 Wonder Gecko MCU 的 EM4 模式下亦可用。

　?? 六、串行接口

　　UART

　　嵌入式系統(tǒng)經(jīng)常使用串行通信，UART 可與眾多外部設備進行高效通信。UART 是一款極為靈活的串行 I/O 模塊，支持全雙工和半雙工異步 UART 通信。

　　UART 外圍設備的特征包括：

• 　　各種運行模式、幀格式和可編程波特率可供選擇
• 　　可使 UART 在未解決時保持空閑狀態(tài)的多處理器模式
• 　　三重緩沖和 DMA 支持，可在 CPU 最小介入的情況下實現(xiàn)高數(shù)據(jù)傳輸率

　　低能耗 UART

　　

EFM32 低能耗 UART 采用低頻 32 kHz 時鐘，提供全 UART 通信，并包括必要的硬件支持，可在軟件最小介入和最低能耗的情況下實現(xiàn)異步串行通信。低能耗 UART 的優(yōu)點是其能在 EM2（深度睡眠）模式下運行，同時其他模塊關閉，以節(jié)約能源。

　　USART

　　嵌入式系統(tǒng)經(jīng)常使用串行通信，USART 可與眾多外部設備進行高效通信。USART 外圍設備可以處理高速 UART、SPI 總線、智能卡和 IrDA 通信，并具有以下特征：

• 　　異步和同步 （SPI） 通信
• 　　全雙工和半雙工
• 　　獨立的 TX/RX 可使
• 　　獨立的接收/傳輸 2 級緩存
• 　　可編程波特率
• 　　各種異步和同步模式支持
• 　　I2S 支持 （EFM32 Zero Gecko、Tiny Gecko、Leopard Gecko、Giant Gecko 和 Wonder Gecko）
• 　　首先通過 LSB 或 MSB 傳輸數(shù)據(jù)
• 　　可配置的數(shù)據(jù)位和停止位數(shù)
• 　　硬件沖突檢測
• 　　多處理器模式
• 　　USART0 上 IrDA 調制器
• 　　智能卡模式 （ISO7816）
• 　　環(huán)回模式

　　I2C 接口

　　

I2C 模塊可以僅使用一個數(shù)據(jù)線和一個時鐘線在集成電路之間進行簡單、可靠和經(jīng)濟高效的通信。借助 DMA 的幫助，I2C 接口可在 CPU 最小介入的情況下進行 I2C 通信。地址識別在所有能耗模式下均可用，可使 MCU 等待 I2C 總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，具有 Sub-μA 的電流消耗。

• 　　多達兩臺 I2C 外圍設備
• 　　I2C 和 SMBus 支持
• 　　數(shù)據(jù)速率高達 1 Mbps
• 　　EM3（停止）模式下的硬件地址識別

　　七、I/O 端口

　　外部總線接口

　　外部總線接口是一款多功能異步并行地址/數(shù)據(jù)總線，其可簡化常見外部并行接口設備的訪問，如 SRAM、閃存、ADC 和液晶顯示器。該接口通過內(nèi)存映射到 Cortex-M 的地址總線，每次讀寫時無需 I/O 級存取即可實現(xiàn)無縫軟件訪問。可通過 DMA 接合外部總線接口，然后在 EM1（睡眠）模式下運行。

• 　　數(shù)據(jù)和地址線可進行多路傳輸，以減少接合外部設備所需的引腳數(shù)量
• 　　每個新品選擇庫的定時均單獨可調，以符合外部設備的規(guī)范
• 　　該接口僅限異步設備使用（無時鐘信號可用）

　　外部中斷

　　Silicon Labs 的 EFM32 MCU I/O 具有 16 個外部中斷，可用于發(fā)送系統(tǒng)內(nèi)的事件和狀態(tài)信號。可以使用嵌套向量中斷控制器 （NVIC） 配置外部中斷在下降沿/上升沿和不同優(yōu)先級時觸發(fā)。Cortex-M 核心處理器支持快速嵌套中斷請求，并使系統(tǒng)具備超短響應時間和低延遲能力。

　　八、定時器和觸發(fā)器

　　定時器/計數(shù)器

　　大多數(shù)應用都擁有需要在 CPU 極少介入和功耗極低的情況下精確計時的操作。高頻定時器/計數(shù)器外部設備可以跟蹤定時和計數(shù)時間，并產(chǎn)生輸出波形，觸發(fā)其他外圍設備的定時操作。

• 　　高達 3 16 位定時器
• 　　上、下、上/下模式
• 　　正交解碼器
• 　　3 比較/捕獲/PWM
• 　　TIMER0 空載時間插入
• 　　Systick 定時器
• 　　集成到 Cortex-M
• 　　操作系統(tǒng)定時器

　　周邊反射系統(tǒng) （PRS）

　　Silicon Labs 的 EFM32 微控制器中的周邊反射系統(tǒng)可以在不使用 CPU 的情況下直接連接不同的外圍設備。借助此系統(tǒng)，外圍設備能夠產(chǎn)生其他外圍設備可以接收并即刻反應的信號，同時 CPU 依然處于睡眠狀態(tài)。

　　

　　低能耗定時器

　　大部分設備關閉后，可以使用低能耗定時器進行定時和輸出生成，從而允許在系統(tǒng)功耗處于絕對最小值時執(zhí)行簡單的任務。低能耗定時器也可以連接到實時計數(shù)器 （RTC），并可配置為從 RTC 開始計數(shù)以比較匹配。借助緩沖重復和最高值寄存器，低能耗定時器可以提供高達 16 kHz 頻率的無干擾波形。

　　

• 　　16 位計數(shù)器、8 位重復
• 　　從 LFXO/LFRCO 開始計時
• 　　波形生成
• 　　外部組件/傳感器占空比控制

　　脈沖計數(shù)器

　　

脈沖計數(shù)器會在檢測到特定數(shù)量的脈沖或旋轉后中斷，以消除定時或 I/O 中斷和 CPU 處理需求。外圍設備：

• 　　包括高達 3 8/16 位脈沖計數(shù)器，
• 　　計數(shù)輸入的上升沿或下降沿，和
• 　　包括方向中斷變更（異步正交解碼器）。

　　實時計數(shù)器 （RTC）

　　許多應用存在幾乎不需要執(zhí)行任何操作的長時間間隔。因而，這些時間間隔應設定在睡眠模式中，以節(jié)約能源。RTC 外圍設備可確保以低能耗模式進行計時。結合使用低功率 32 kHz 振蕩器，RTC 可在 EM2（深度睡眠）模式下運行，并且電流消耗低于 0.6 μA。在 EM2 模式下，核心和高速外圍設備會關閉，但可以啟用 LCD 控制器、低能耗 UART 和 RTC 等低能耗外圍設備。

　　看門狗定時器

　　

看門狗定時器可以在軟件故障或外部事件致使 MCU 無響應的情況下，重置系統(tǒng)以恢復已知的安全狀態(tài)，從而提高應用程序的可靠性。已啟用的看門狗定時器執(zhí)行可配置的超時期限，如果 CPU 未能在超時發(fā)生前重新啟動看門狗定時器，將會觸發(fā)系統(tǒng)全面復位。

• 　　看門狗的功耗不大，并可使設備在低能耗模式安全保持高達 32 秒。
• 　　系統(tǒng)故障情況下的定時復位
• 　　9 至 256k 時鐘周期超時
• 　　從 ULFRCO/LFXO/LFRCO 開始計時
• 　　鎖定以避免意外變更導致啟用或禁用選定振蕩器

　　十、模擬接口

　　模數(shù)轉換器 （ADC）

　　模數(shù)轉換器 （ADC） 用于將模擬信號轉換為數(shù)字表示：

• 　　8 外部輸入信道
• 　　12 位 @ 1Msps，電流消耗僅為 350 μA
• 　　低至 0.5 μA，1000 個 6 位樣本/秒

　　集成輸入混合可從 8 個外部引腳和 6 個內(nèi)部信號中選擇輸入。使用 PRS 和 DMA 時，ADC 可在 CPU 未介入的情況下運行，從而最大程度減少通電資源的數(shù)量。ADC 可進一步調整占空比設置，以減少能耗。

　　數(shù)模轉換器 （DAC）

　　數(shù)模轉換器 （DAC） 可在僅消耗有限能源的情況下將數(shù)字值轉換為模擬信號。使用 DMA 和定時器后，DAC 可用于在任何 CPU 均未介入的情況下生成波形。

• 　　12 位 @ 500 ksps，電流消耗僅為 200 μA
• 　　2 獨立信道
• 　　持續(xù)的采樣保持和采樣關閉轉換模式
• 　　正弦生成模式

　　LCD 控制器

　　

EFM32 MCU 包含一個獨立的超低功耗 LCD 驅動器，其中配備內(nèi)部偏置電壓電路和升壓轉換器以最大程度減少外部組件需求。LCD 驅動器在 EM2（深度睡眠）模式下的電流消耗低于 2 μA，能夠驅動分段 LCD 顯示屏，最高可達 8x36 個分段。

• 　　低功耗 LCD 驅動器支持在應用中、甚至是能耗苛刻系統(tǒng)中使用 LCD 顯示屏。
• 　　升壓功能可使其為 LCD 顯示屏輸入高于設備電源電壓的電壓
• 　　動畫功能可以在任何 CPU 均未介入的情況下使用 LCD 顯示屏播放自定義動畫
• 　　LCD 驅動器可在 EM2 模式下保持活躍，并中斷幀計數(shù)器工作，以定期喚醒設備，更新數(shù)據(jù)

　　模擬比較器

　　通常僅當應用中的模擬信號超出閾值時，應用才需要知道模擬信號的確切值。模擬比較器可用于比較兩個模擬輸入電壓，然后顯示數(shù)字輸出，以表明哪個輸入電壓更高。輸入既可以是某個可選的內(nèi)部參考，也可以是外部引腳，并且可以直接將比較器輸出發(fā)送到 GPIO 或 PRS。

• 　　高達 2 個模擬輸入（一正一負）
• 　　每個比較器具有 8 個輸入引腳
• 　　可配置的速度/電流
• 　　4.5 μs / 0.1 μA
• 　　0.2 μs / 2 μA
• 　　電容式感應模式

　　十一、安全

　　AES 加密加速器

　　Silicon Labs 的 EFM32 MCU 包括一個硬件 AES 加速器，其可在 CPU 極少或根本未介入的情況下與 128 位區(qū)塊大小和 128 或 256 位密鑰共同使用，以顯著減少加密/解密時間。AES 模塊是一個 AHB 從模塊，可用于高效地訪問數(shù)據(jù)和密鑰寄存器。

　　



????? 能源模式——超高效率能耗模式

　　借助高性能 ARM? Cortex?-M 處理器、高代碼密度和自主外圍設備，EFM32? 32 位微控制器 （MCU） 執(zhí)行應用代碼的速度高于 8、16、甚至 32 位解決方案。因此，EFM32 可在多數(shù)時間里運行于其所擁有的一些超高效節(jié)能模式。幾個超低功耗的能耗模式可以調整能耗預算，并顯著降低功耗。

　　Silicon Labs 的 EFM32 MCU 旨在在低能耗模式下實現(xiàn)高度的自主運行。MCU 智能結合了外圍設備、低漏電 RAM、數(shù)據(jù)保持、DMA 和互聯(lián)能力、低功耗振蕩器以及極短的喚醒時間，因此長時間在低能耗模式下的運行效果很具有吸引力，從而降低了能耗。

　　一、能耗模式 0 — 活動/運行模式

　　旨在實現(xiàn)超低功耗運行的高性能 CPU 和外圍設備

　　在能耗模式 0 （EM0），ARM Cortex-M CPU 從閃存和 RAM 中取回指令并執(zhí)行，并能夠啟用所有的低能耗外圍設備。EFM32 具有很高的處理能力，因此可以快速從 EM0 進入一個低能耗模式，并有效地停止 CPU 和閃存。喚醒后，所有低能耗模式將在 2 μs 內(nèi)返回到 EM0。因此在需要時，可以輕松進入低能耗模式以及返回到 32 位的高性能模式。

　　EM0 模式功耗：180 μA/MHz

　　二、能耗模式 1 — 睡眠模式

　　處于低能耗模式，同時執(zhí)行高級任務

　　在能耗模式 1 （EM1），CPU 時鐘被禁用，有效地降低了運行時的能源需求，同時保留了所有的低能耗外圍設備（包括閃存和 RAM）的功能。系統(tǒng)采用了周邊反射系統(tǒng) （PRS） 和 DMA，可以在沒有 CPU 干預的情況下收集并輸出外圍數(shù)據(jù)。該自主行為使系統(tǒng)能夠長時間運行于 EM1，從而延長了電池壽命。此外，低漏電 RAM 確保了完全的數(shù)據(jù)保持。

　　EM1 模式功耗：45 μA/MHz

　　三、能耗模式 2 — 深度睡眠模式

　　高級的低功耗和自主運行，無需 CPU 干預

　　在能耗模式 2 （EM2），EFM32 微控制器進行高度的自主運行，并降低能耗。在 EM2 模式，高頻振蕩器被關閉，但低能耗外圍設備還可以使用 32 kHz 的振蕩器和實時時鐘。由于 EM2 下 ARM Cortex-M CPU 不運行，因此 MCU 在睡眠模式下執(zhí)行高級操作。由于模塊和內(nèi)存的智能互連，外圍設備能夠自主運行，EM0 的喚醒時間僅為 2 μs，低漏電 RAM 確保了 EM2 下的完全的數(shù)據(jù)保持。

　　EM2 模式功耗：0.9 μA

　　四、能耗模式 3 — 停止模式

　　運行、完全的 RAM 保持和 2 μs 很短的中斷喚醒時間

　　能耗模式 3 （EM3） 定制了 EFM32 的能耗，以保持極短的喚醒時間和對外部中斷的響應時間。在 EM3，低頻振蕩器被禁用，但是低漏電 RAM 確保了完全的數(shù)據(jù)保持，低功耗模擬比較器或異步外部中斷可以喚醒設備。

　　EM3 模式功耗：0.6 μA

　　五、能耗模式 4 — 關閉模式

　　適用于無需 RTC 或 RAM 保持的應用

　　在能耗模式 4 （EM4） — 具有最深的能耗模式 — EFM32 MCU 被完全關閉，喚醒的唯一方法是重置。這一能耗模式能夠使無需 RTC 或 RAM 保持的應用進一步節(jié)省能源。可以在選擇低能耗外圍設備時使用能耗模式 4，包括：

　　上電復位

　　外部中斷

　　EM4 模式功耗：20 nA

　　Silicon Labs 32 位微控制器的 10 大技術特點

　　Silicon Labs EFM32? 32 位微控制器系列是世界上最為節(jié)能的微控制器，特別適用于低功耗和能源敏感型應用，包括能源、水表和燃氣表、樓宇自動化、警報及安防和便攜式醫(yī)療/健身器材。鑒于探入和成本原因而無法經(jīng)常更換電池，因而在無外部電源或操作員介入的情況下此類應用的運行時間應盡可能久。Silicon Labs 節(jié)能型 EFM32 32 位微控制器優(yōu)于現(xiàn)有的低功耗 MCU 替代品 — 在此，我們著重強調實現(xiàn)這一性能的 10 個因素。

　　一、極低的活動模式功耗

　　節(jié)能型 EFM32 微控制器設計顯著地降低了活動模式功耗。在 32 MHz 和 3 V 條件下，MCU 運行實際代碼時電流消耗為 150 μA/MHz。

　　

　　二、減少處理時間

　　Silicon Labs 圍繞 32 位 ARM? Cortex?-M 處理器核心構建了 EFM32 微控制器系列產(chǎn)品。Cortex-M 架構的開發(fā)用于響應和功耗敏感型應用，比 8 位和 16 位 CPU 處理更高效。因此，執(zhí)行任務只需更少的時鐘周期，極大地縮短工作期。

　　

　　三、快速喚醒時間

　　EFM32 MCU 最大程度減小深度睡眠模式與活動模式之間低效的喚醒期。由于工作和睡眠模式不停轉換，不能簡單地忽略這段時間。EFM32 微控制器以將深度睡眠的喚醒時間降低至 2 μs，確保 CPU 開始處理其任務前，耗能盡可能低。

　　

　　四、超低的待機電流

　　EFM32 結合超低功耗技術和高效的功耗管理，在執(zhí)行基本操作的同時，降低待機模式下的能耗。深度睡眠模式包括 RAM 和 CPU 保持、加電復位、掉電檢測安全功能和實時計數(shù)器，電流消耗僅為 900 nA。關閉模式僅消耗 20 nA。

　　

　　五、外設自主操作

　　除了最低的工作和睡眠模式能耗，EFM32 外圍設備在不使用 CPU 時，也可在低能耗模式下運行。使用自主外圍設備，應用可以減少功耗，同時仍可執(zhí)行非常高級的任務。

　　

　　六、PRS – 周邊反射系統(tǒng)

　　無需使用 CPU，微控制器中的周邊反射系統(tǒng) EFM32 即可直接將一個外圍設備與另一個外圍設備連接。在 CPU 處于睡眠狀態(tài)時，外圍設備可通過此系統(tǒng)產(chǎn)生信號，其他外圍設備可接受此信號并立即對此做出反應。

　　

　　七、設計良好的能耗模式

　　EFM32 微控制器具有 5 個節(jié)能模式，為系統(tǒng)設計者提供設計靈活性以優(yōu)化應用，從而獲得最高的性能和最長的電池壽命。

　　

　　八、節(jié)能外圍設備

　　EFM32 微控制器與外圍設備封裝在一起，旨在降低能耗，與其他低功耗 8、16 和 32 位解決方案相比，電池壽命提高了 4 倍。外圍設備包括：

• 　　LCD 控制器，驅動 4x40 段，電流消耗僅為 0.55 μA
• 　　低能耗 UART，通信頻率為 32 kHz，電流消耗僅為 100 nA
• 　　12 位 ADC，速率為 100 萬樣本/秒，電流消耗僅為 350 μA
• 　　模擬比較器，電流消耗低至 150 nA
• 　　硬件加速器，128/256 位 AES 加密和解密，只需 54/75 個周期

　　

　　九、LESENSE – 低功耗傳感器接口

　　LESENSE 提供一個可配置和節(jié)能的方法，可控制最多 16 個外部模擬傳感器，無需 Cortex CPU 參與。該通用低能耗傳感器工作于 900 nA 的深度睡眠模式，能夠對幾乎任何類型的模擬傳感器控制方式（包括電容式、電感式和電阻式）進行自主監(jiān)控。例如，可以將 LESENSE 設置為智能監(jiān)控傳感器值，僅當傳感器值超過可編程閾值時才通過 PRS 采取行動喚醒 CPU — 無需重復、耗能的 CPU 喚醒操作。

　　

　　十、Simplicity Studio 和高級能耗監(jiān)控模塊

　　Simplicity Studio 是一款補充工具套件，能夠立即“一鍵式”訪問最新的數(shù)據(jù)表、應用說明、軟件工具、第三方 IDE、示例代碼、演示和其他 EFM32 資源。Simplicity Studio 控制臺根據(jù)用戶偏好進行自動配置，并訪問唯一的 energyAware Profiler 和高級能耗監(jiān)控模塊 （AEM） 的數(shù)據(jù)，來創(chuàng)建節(jié)能型軟件和實時能耗調試模塊，該軟件和模塊能夠與所有的 Silicon Labs EFM32 入門套件和開發(fā)套件協(xié)同工作。

　　

——本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)2月《可穿戴技術特刊》“EE Design”欄目，轉載請注明出處，違者必究！