Stromsparende Mikrocontroller

Einfacher Umstieg auf 32-Bit-MCUs in der Consumer- und Industrieelektronik

| Redakteur: Holger Heller

Kinetis-L-Serie von Freescale: im Überblick
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Kinetis-L-Serie von Freescale: im Überblick

Mit der Kinetis-L-Serie stellt Freescale eine energieeffiziente Mikrocontroller-Familie vor, die den Umstieg von 8-/16 Bit auf 32 Bit vereinfachen soll. Die neuen MCUs basieren auf dem ARM-Prozessor Cortex-M0+.

Die Kommunikation von einer Maschine zur anderen schreitet voran, und eine omnipräsente Verbindung mit einem oder mehreren Netzwerken ist nicht mehr wegzudenken. Daher benötigen viele der heute autark arbeitenden Applikationen der Einstiegsklasse mehr Funktionalität.

Mit der Kinetis-L-Baureihe ermöglicht Freescale den Nutzern von 8- und 16-Bit-Architekturen den Umstieg auf 32-Bit-Plattformen, womit Geräte des täglichen Gebrauchs mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet werden können – und das ohne die bisherigen Einschränkungen traditioneller Architekturen, Kompromisse hinsichtlich Stromverbrauch, Kosten oder Platzbedarf eingehen zu müssen.

Anwendungen wie kleine Haushaltsgeräte, Spiele, tragbare Medizintechnik, Audiosysteme, Stromzähler, Licht- und Energiesteuerungen sollen so von den 32-Bit-Funktionen und Skalierbarkeit profitieren.

Programm für energieeffiziente Lösungen

„Wir glauben, dass die Entwicklung mit 8- und 16-Bit-MCUs an einem Punkt angekommen ist, bei dem diese Architekturen nicht mehr mit der Dynamik Schritt halten können, die vom 'Internet der Dinge' ausgeht,“ erklärte Geoff Lees, Vice President und General Manager des Geschäftsbereichs Industrial & Multi-Market MCUs bei Freescale.

Die Kinetis-L-Reihe basiert auf ARMs Cortex-M0+-Prozessor, der in etwa nur ein Drittel der Energie heutiger 8- bzw. 16-Bit-Prozessoren benötigt, aber mit der doppelten bis 40-fachen Rechenleistung aufwartet. Für die Kinetis-L-Derivate wurde die Energieeffizienz des Rechenkerns mit den neuesten Erkenntnissen bei der Entwicklung stromsparender MCUs, verschiedener Stromsparmodi und energiesparender Peripherie abgerundet.

Das Ergebnis ist eine MCU, die im VLPR-Modus (Very-Low-Power Run) lediglich 50 µA/MHz aufnimmt, zur Verarbeitung von Daten rasch aus dem Stromsparbetrieb aufgeweckt und schließlich wieder in den Schlafmodus geschickt werden kann. Die Batterielebensdauer lässt sich so wesentlich verlängern. Die Kinetis L-Baureihe ist Bestandteil des Energy-Efficient-Solutions-Programms von Freescale.

Peripheriefunktion ohne Interaktion des Rechenkerns

Die energiesparende Peripherie der Kinetis-L-Baureihe bietet mehr Funktionen bei weniger Stromverbrauch – sie behält ihre Funktion selbst dann bei, wenn sich die MCU in einem Low-Power-Modus befindet. In herkömmlichen MCUs müssen Taktversorgung und Prozessorkern selbst für die Abarbeitung einfachster Aufgaben wie das Senden oder Empfangen von Daten, die Erkennung oder Erzeugung von Signalen oder die Abtastung von Analogsignalen aktiviert werden.

Die Peripheriemodule der Kinetis-L-Baureihe können solche Vorgänge ohne Interaktion des Rechenkerns bewältigen. Dadurch kann der Leistungsbedarf gesenkt und die Batterielebensdauer erhöht werden. Auch der Flash-Speicher der Kinetis-L-Baureihe ist stromsparend: Durch die Realisierung kleinster Siliziuminseln anstatt der Verwendung eines durchgehenden Films für die Ladungsspeicherung ergeben sich im Vergleich mit herkömmlichen Silizium-Ladungsspeichern deutliche Vorteile.

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