ON Semiconductor

Vier Vorteile von Präzisions-Mixed-Signal-MCUs für tragbare Messgeräte

| Redakteur: Holger Heller

Präzise Mikrocontroller mit integriertem A/D-Wandler eignen sich für Anwendungen in der Industrie und Medizintechnik, bei denen hohe Genauigkeit, Zuverlässigkeit und geringe Leistungsaufnahme entscheidend sind.

Mit dem Q32M210 stellt ON Semiconductor den ersten Baustein einer neuen Familie von Mixed-Signal-Mikrocontrollern für präzise Mess- und Überwachungsaufgaben vor. Der Baustein basiert auf einem ARM-Cortex-M3-Prozessor und wurde für den Einsatz in tragbaren Messanwendungen entwickelt. Der Baustein bietet laut Todd Schneider, Vice President für ON Semiconductors Conversion and Control Technologies Products, eine hohe Präzision und einen zuverlässigen Betrieb bei geringer Leistungsaufnahme.

Hochpräzise Sensorik

Der Q32M210 wurde speziell für tragbare Messanwendungen entwickelt, die hohe Präzision verlangen. Der Baustein enthält zwei 16-Bit-A/D-Wandler, eine genaue Spannungsreferenz, drei 10-Bit-D/A-Wandler und einen 32-Bit-Core. Die rauscharmen A/D-Wandler bieten echte 16-Bit-Performance – im Gegensatz zu anderen Wandlern, bei denen Nichtlinearitäten und Rauschen die Anzahl effektiver Bits verringert.

Zuverlässiger Betrieb

"Ein zuverlässiger Betrieb ist für viele tragbare medizinische Geräte entscheidend, z.B. bei der Patientenüberwachung, drahtlosen EKGs und Blutzucker-Messgeräten", erklärte Schneider. Dies gelte auch für andere Messanwendungen, die einen zuverlässigen Flash-Speicher erfordern.

Der Q32M210 bietet eine integrierte Stromversorgungsüberwachung mit Brown-out-Schutz und Erkennung schwacher Batterien, sodass ein zuverlässiger Betrieb bei sämtlichen Batteriezuständen garantiert sei. Eine integrierte Fehlerprüfung sowie Korrekturschaltungen überwachen den Flash-Speicher, erkennen und korrigieren einzelne Bitfehler und lösen einen Alarm aus, sobald größere Fehler entdeckt werden.

Geringe Leistungsaufnahme

Der Baustein arbeitet laut Schneider mit weniger als 400 mA/MHz Stromaufnahme, sei energieeffizient und helfe damit die Batterielebensdauer in Endprodukten zu verlängern. Schneider dazu: "Die stromsparende Sensor-Schnittstelle, eine flexible Taktarchitektur, verschiedene Betriebsmodi (Aktiv, Standby und Sleep) sowie die Stromversorgungsüberwachung machen den Q32M210 zum leistungseffizientesten Mikrocontroller dieser Klasse."

Hochintegriert

Die Integration eines konfigurierbaren Analog-Frontends mit programmierbarem 32-Bit-Core und 256 KByte Flash-Speicher bildet eine flexible und skalierbare Mess-Engine. Alle wichtigen Funktionen sind auf dem Chip integriert, einschließlich einer Real-Time Clock, dem Power Management, einer 112-Segment-LCD-Schnittstelle, niederohmigen Schaltern, frei verfügbaren Operationsverstärkern, einer Präzisionsspannungsreferenz (<50 ppm/°C) und einem RC-Oszillator.

Dies sorge für eine geringe Anzahl externer Bauteile und Entwickler könnten damit insgesamt niedrigere Systemkosten erzielen. Die MCU wird im 140-poligen TLLGA-Gehäuse ausgeliefert und unterstützt eine Reihe von Datenschnittstellen, darunter UART, Dual-SPI/SQI, I2C, I2S und USB 2.0 Full Speed mit integriertem PHY.

Um die Entwicklungsarbeit zu vereinfachen steht ein Evaluierungs- und Entwicklungskit zur Verfügung, das ein Hardware-Board und Software, Firmware-Bibliotheken und Beispiel-Code enthält. Die KickStart-Edition der IAR Embedded Workbench ist ebenfalls enthalten und stellt eine integrierte Entwicklungsumgebung für das Erstellen und Debuggen von Q32M210-Anwendungen bereit.

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