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::: Precision32TM ARM Cortex M3 de Silabs :::
 

Silabs lanza al mercado su nueva familia de microcontroladores basados en el core ARM Cortex M3. Como nos tiene acostumbrados Silabs, los productos y las herramientas de trabajo son sencillos de usar y muy completos. Los ARM de Silabs tienen algunas ventajas como el menor consumo del mercado para Cortex M3 con USB, mucha integración de periféricos, pin out configurable, herramientas de software gratuitas y de hardware económicas, entre otras ventajas que nos invitan a estudiarlos un poco y considerarlos para nuestros próximos diseños.

SiM3U1xx/SiM3C1xx Precision32TM

En los últimos años ARM Cortex se ha convertido en un estándar y la mayoría de los fabricantes ofrecen alguna versión de microcontroladores con este tipo de core. Esto trajo como consecuencia que la elección del microcontrolador ha pasado del core a los periféricos y las herramientas, que son los verdaderos diferenciadores de los productos. La familia Precision32 de Silabs tiene un set de periféricos y herramientas que le permiten destacarse de los productos de los competidores. Esto se manifiestas en algunos puntos destacables y muy contundentes como: USB que trabaja sin cristal y con regulador de tensión integrado, RTC de muy bajo consumo, prestaciones analógicas garantizadas a través de todo el rango de tensión y temperatura, entradas y salidas de alta capacidad de corriente y timers para control de motores con modos a prueba de falla. La combinación de los mejores periféricos con el core de 32 bits que es un estándar de facto y las herramientas más sencillas facilitan en extremo el uso de estos nuevos productos.

Debajo podemos ver un diagrama en bloques de los Precision32 en el que aparecen sus principales características.

Matríz de productos

Los productos indicados en la matriz debajo ya están disponibles en producción. Hay dos variantes; con y sin USB. Son pin a pin compatibles para un mismo encapsulado. Tienen entre 32 y 256kB de Flash y vienen encapsulados en 40, 64, 80 y 92 pines.

Ventajas de Precision32

1-Integración inteligente.

Esta nueva familia aventaja a la competencia integrando componentes que se usan habitualmente lo que permite reducir el BOM, facilitar el desarrollo y reducir costos. Los puntos más destacables de esta integración se detallan a continuación.

  • Elimina necesidad de cristal.
  • Elimina regulador, terminaciones y pull ups de USB.
  • Tiene 16 entradas touch capacitivas.
  • Tiene hasta 6 GPIOs que pueden manejar hasta 300mA. Esto le permite manejar en forma directa LEDs de potencia, buzzers, pequeños motores. Puede usarse como controlador de Boost para salidas de mayor tensión.

2-Pinout y periféricos configurables.

Utilizando la tecnología patentada de crossbar doble, los desarrolladores puede elegir los periféricos que van a usar y su ubicación. Otras implementaciones de ARM tienen funciones compartidas en los pines con alternativas que son fijas. Esta limitación dificulta el diseño. Mediante el crossbar de los Precision32, los clientes pueden elegir primero el set de periféricos que van a usar y luego su ubicación, lo que permite facilitar el ruteo del pcb y reducir el costo del sistema. El software Precision32 AppBuilder permite elegir el set de periféricos, configurarlos y customizar el pinout de forma gráfica sin leer la hoja de datos. El Precision32 AppBuilder también genera el código fuente para la configuración elegida.

3-Bajo consumo en modos Activo y Sleep.
Precision32 ofrece una alternativa de 32 bits muy eficiente en el manejo de la energía. Pueden reducir el consumo tanto en modo activo como en modo Sleep. Debajo detallamos las principales características relacionadas al consumo de esta nueva familia:

  • Mejora de 3 a 100 veces el consumo en modo Sleep.
    • Retención de hasta 4kB de RAM en los modos de menor consumo.
    • Wake ante toggle de pines (<100nA).
    • Wake mediante RTC con oscilador interno o cristal (350-650nA).
    • Comparador modo Sleep(300nA).
    • Timer/Contador de pulsos de bajo consumo (300nA).
  • 275μA/MHz en modo activo. 33% menos corriente en modo activo que el competidor más optimizado.

4-Periféricos analógicos flexibles y garantizados.
Diseñe confiado, todos los periféricos analógicos son testeados y sus prestaciones garantizadas en todo el rango de tensión y temperatura. Muchos competidores no testean los componentes analógicos en producción. Muchos competidores tienen componentes analógicos que degradan sus prestaciones para tensiones de alimentación por debajo de 2,4V, lo que hace que sus productos no sean aptos para aplicaciones con baterías AA/AAA.

Las prestaciones analógicas de los Precision32 le permiten, en ocasiones, reemplazar componentes analógicos stand alone.

Precision32 tiene dos conversores AD de 12 bits muy configurables que pueden trabajar intercalados permitiendo hasta 2MSPS, pueden escanear en forma automática todas las entradas sin que intervenga la CPU y pueden muestrear y promediar hasta 64 mediciones en forma automática.

Los comparadores analógicos traban en cuatro modos diferentes incluyendo en bajo consumo (400nA) y el modo de alta performance con un tiempo de respuesta de 150ns. Tiene un DAC de 6 bits interno para generar 64 niveles de comparación. Los DACs de 10 bits tienen un buffer circular que permite trabajar en modo 12bits. Debajo podemos ver la disponibilidad de pines para los periféricos analógicos.

5-Desarrollo rápido.
Los productos Precision32 están diseñados para hacer más fácil el trabajo de los desarrolladores mediante herramientas sencillas, muchas librerías de software y simplificando el diseño de pcb.

  • Herramientas Sencillas
    • Precision32 Development Suite: es una plataforma de desarrollo basada en Eclipse, diseñada para esta familia que incluye IDE, compilador y debugger.
    • Precision32 Dashboard: provee la última documentación disponible, ejemplos de código y software en un mismo sitio.
    • APPBuilder: es una GUI para selección de periféricos, inicialización de periféricos, configuración de clock y customización de pinout. Genera código fuente automáticamente para Keil, IAR y Precision32 Development Suite.
    • Soporte Full de las herramientas de Keil e IAR.
  • Desarrollo rápido de código
    • CMSIS: interface de software estándar para microcontroladores Cortex.
    • S32Library: librería de software que ofrece drivers para los periféricos, manejo de memoria, transferencia de datos, clases USB, multitarea, etc.
    • Drivers de clases USB: Audio, HID, mass storage y device firmware update (DFU).

Ruteo simple de PCB.
Configurabilidad de los periféricos digitales: mediante crossbar dual es posible elegir los periféricos a utilizar y los pines a los que estas funciones se asignarán minimizando la distancia de ruteo a otras ICs.
Configurabilidad analógica: Hasta 28 entradas de ADC que permiten elegir el lugar para rutear los pines analógicos.
Ports secuenciales: Todos los puertos están ubicados en forma secuencial en los distintos encapsulados, facilitando el ruteo. La mayoría de los competidores los ubican mezclados.



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