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      • Silicon Labs 二十周年特辑:以蓝牙模块加速物联网革命!

        Siliconlabs | 04/119/2016 | 07:44 AM

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        今年,我们将开始看到物联网的跨越式增长。IDC预测到2018年,将会有220亿的物联网设备被安装。此外,在同一时期,IDC预测将会有200,000个用于物联网的新APP和服务产生。

         

        毫无疑问,物联网将会成为下一代技术革命的主力,而且这一次的革命比我们预料的还要来得快。在1990年代早期,我们经历了由互联网带来的商业革命。许多公司看到了这一点,通过适应于电子邮件和互联网,他们可以加快生产并更加有效的使用信息。相同的事情正发生在物联网领域。现在,全世界的公司正在视物联网为一种增进竞争力和效率的途径。

         

        2015年早期,Silicon Labs收购了Bluegiga Technologies,一家位于芬兰Espoo的具有领先地位的私有公司。作为世界上增长最快的短距离物联网无线连接解决方案和软件的独立提供者,BluegigaSilicon Labs的完美策略性收购对象。Bluegiga的经市场验证的的蓝牙和Wi-Fi模块,软件栈,和开发工具是Silicon Labs802.15.4 ZigBee®  Thread 网状网络软件,超低功耗sub-GHz 解决方案,和无线MCU以及收发器的完美补充。

         

        TysonTuttle, Silicon Labs CEO说,“Silicon Labs的无线,微控器和传感器产品正获得物联网市场显著的认可,此时收购可谓正当其时。” Bluegiga的产品让我们的无线产品更加完整,补充了我们的物联网解决方案。Bluegiga无线模块为我们的客户提供了更多的简便性,使得开发者可以很简单的为他们的设计添加无线连接性。

         

        不到一年,我们就看到了Tuttle的预测成为了现实。我们使得所有类型和规模的客户可以很容易的为物联网快速而低成本的添加连接性产品。客户拥有所有的需要连接设备应用的嵌入式无线技术选项,包括802.11 Wi-Fi(包括低功耗Wi-Fi),Bluetooth ClassicSmartZigBeeThread和无线M-Bus协议,以及无线MCUssub-GHz收发器,无线模块和多协议物联网SoCs

         

         “应用似乎是无限的。你能想象的一切都在计划放入蓝牙-因为蓝牙正是连接物到物联网的关键。运动和健康工具,专业工具,库存管理系统,灌溉系统,气象站,温控仪,健康监控和管理,你所想象的一切。” Tom NordmanBluegiga前管理总监,现任的Silicon Labs无线模块市场总监说道。目前为止我们最为不寻常的产品之一是集成蓝牙的咖啡杯。该咖啡杯从你的手机获取相片,所以它上边的图片可以自动改变。该技术利润非常高,可以用于任何类型的产品。

         

        Nordman预测,所有这一切都在今年发生。过去,一项新技术刚刚问世时成本很高,经过一段时间才成为主流,而物联网确赢在了起跑线上。制造互联设备也是十分省钱的,它可以用于任何人,并嵌入几乎任何物。

         

        SiliconLabsBluegiga就更多互联的世界这一愿景达成了共识。通过下一代技术革命,也就是物联网,我们可以看到个人和商业将变得更多互联,让我们拭目以待吧。


        欢迎您通过下方链接至芯科中文在线论坛,阅读全系列Silicon Labs 二十周年里程碑纪念特辑文章:http://community.silabs.com/t5/ChineseForum/bd-p/SiliconLabsChineseForum

      • Silicon Labs 二十周年特辑:以蓝牙模块加速物联网革命!

        Siliconlabs | 04/119/2016 | 07:44 AM

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        今年,我们将开始看到物联网的跨越式增长。IDC预测到2018年,将会有220亿的物联网设备被安装。此外,在同一时期,IDC预测将会有200,000个用于物联网的新APP和服务产生。

         

        毫无疑问,物联网将会成为下一代技术革命的主力,而且这一次的革命比我们预料的还要来得快。在1990年代早期,我们经历了由互联网带来的商业革命。许多公司看到了这一点,通过适应于电子邮件和互联网,他们可以加快生产并更加有效的使用信息。相同的事情正发生在物联网领域。现在,全世界的公司正在视物联网为一种增进竞争力和效率的途径。

         

        2015年早期,Silicon Labs收购了Bluegiga Technologies,一家位于芬兰Espoo的具有领先地位的私有公司。作为世界上增长最快的短距离物联网无线连接解决方案和软件的独立提供者,BluegigaSilicon Labs的完美策略性收购对象。Bluegiga的经市场验证的的蓝牙和Wi-Fi模块,软件栈,和开发工具是Silicon Labs802.15.4 ZigBee®  Thread 网状网络软件,超低功耗sub-GHz 解决方案,和无线MCU以及收发器的完美补充。

         

        TysonTuttle, Silicon Labs CEO说,“Silicon Labs的无线,微控器和传感器产品正获得物联网市场显著的认可,此时收购可谓正当其时。” Bluegiga的产品让我们的无线产品更加完整,补充了我们的物联网解决方案。Bluegiga无线模块为我们的客户提供了更多的简便性,使得开发者可以很简单的为他们的设计添加无线连接性。

         

        不到一年,我们就看到了Tuttle的预测成为了现实。我们使得所有类型和规模的客户可以很容易的为物联网快速而低成本的添加连接性产品。客户拥有所有的需要连接设备应用的嵌入式无线技术选项,包括802.11 Wi-Fi(包括低功耗Wi-Fi),Bluetooth ClassicSmartZigBeeThread和无线M-Bus协议,以及无线MCUssub-GHz收发器,无线模块和多协议物联网SoCs

         

         “应用似乎是无限的。你能想象的一切都在计划放入蓝牙-因为蓝牙正是连接物到物联网的关键。运动和健康工具,专业工具,库存管理系统,灌溉系统,气象站,温控仪,健康监控和管理,你所想象的一切。” Tom NordmanBluegiga前管理总监,现任的Silicon Labs无线模块市场总监说道。目前为止我们最为不寻常的产品之一是集成蓝牙的咖啡杯。该咖啡杯从你的手机获取相片,所以它上边的图片可以自动改变。该技术利润非常高,可以用于任何类型的产品。

         

        Nordman预测,所有这一切都在今年发生。过去,一项新技术刚刚问世时成本很高,经过一段时间才成为主流,而物联网确赢在了起跑线上。制造互联设备也是十分省钱的,它可以用于任何人,并嵌入几乎任何物。

         

        SiliconLabsBluegiga就更多互联的世界这一愿景达成了共识。通过下一代技术革命,也就是物联网,我们可以看到个人和商业将变得更多互联,让我们拭目以待吧。


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      • 实现超省电、一机多发的红外无线遥控器!

        Siliconlabs | 04/116/2016 | 08:16 AM

        基于EFM32GG230单片机的红外无线自学习系统

        作者:汪波涛、张珣

         

        当前民用遥控设备,主要分为两种遥控方式:红外和无线。无线设备通常采用315MHz433MHz频段无线电或者红外线进行遥控操作。多数遥控器都采用了“一对一”的控制方式,不同设备之间采用的频率一般都不相同,波形长短也不一样,这样就导致人们生活中有很多遥控器,需要控制一个设备的时候,必须寻找到对应的遥控器才能进行相关控制,这给实际生活带来了麻烦与不便。无线自学习转发系统可任意学习无线和红外波形,进行数据压缩后存储到EFM32GG230FLASH中,将多个遥控器的功能综合到一个系统上,实现“一机多发”。

         

        红外无线遥控原理

        红外线是波长在750nm1μm之间的电磁波,它的频率低于可见光,是一种人的眼睛看不到的光线。红外遥控具有抗干扰能力强、信息传输可靠、功耗低、成本低、易于实现等显著优点。一般的红外遥控系统由红外遥控信号发生器、红外遥控信号接收器、微处理器和外围电路构成。当遥控器某个按键按下,其内部的信号发射器产生预先设定好的编码脉冲,经过载波调制后由红外发射管串行输出,红外信号的调制有脉冲宽度调制(PWM)和脉冲位置调制(PPM)等方法。

        二进制的调制由发射端单片机来完成,不同的遥控器有不同的载波频率。以常见的电视红外遥控为例,它把编码后的二进制信号调制成频率为38MHz的间断脉冲串,此脉冲串即是用于红外发射二极管发送的信号。其调制原理如图1所示。

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        图1 红外发射调制原理(38kHz载波)

         

        另一端遥控接收模块完成对红外遥控信号的接收、放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组串行二进制编码,对于一般的红外遥控系统,此串行编码输入到微控制器,由其内部完成遥控指令解码,并执行相应的遥控功能。无线发射的原理与红外基本一致,433315分别指的是工作频率在433MHz315MHz的无线信号,其采用调幅方式进行发射,发射距离一般在50~120m,无线方式优势在于传输距离比红外远,而且可穿墙。

         

        超低功耗MCU延长4倍电池寿命

        遥控器是需要长期待机的设备控制器件,传统遥控器采用电池供电,功耗大、耗电快。本系统采用了EFM32GG230,该款芯片是Silicon Labs推出的超低功耗ARM架构的32MCU,具有丰富的外设接口。在活动模式下执行来自Flash实际代码时,每MHz所耗电量为180μA,在深度睡眠EM3模式下为900nA,在关机模式下为20nA

        EFM32GG230LESENSELEUART,以及LETIMER模块均针对低功耗设置。LESENSE能够在低功耗模式EM2下对电流进行检测,无需CPU干预,待检测完成后唤醒CPU进行数据处理及运算。LEUART9600bps的波特率下仅为150nA。在应用基准测试中,EFM32GG230微控制器的低电流性能加上低于2μs的启动时间,使其电池寿命延长了至少4倍。

         

         

        节能的红外无线遥控自学习系统前景看俏

        从整体设计来看,本系统分为信号接收学习模块、MCU控制模块、信号转发模块。通过红外接收头接收红外波形信号(433315分别采用各自的接收模块),然后利用EFM32GG230的引脚捕获CC0CC1CC2对信号进行捕获,完全捕获的原始信号进入主控MCU并进行数据压缩,压缩后存储到FLASH中。当需要发射时,通过MCU提取压缩后的数据进行数据还原,而后与内部的PWM功能产生的载波进行信号调制,调制好的信号经由发射处理模块进行发射操作,完成一次遥控转发。

        本系统不必考虑需要学习的编码到底是什么协议标准,也不用考虑无线码是433还是315,其具有自适应判断能力,能够自动识别码型。不采用使用高低电平宽度存储数据的方法,避免过度地浪费宝贵的内存空间,而利用波形类型号存储,存储时所用空间会小得多,大大降低了硬件成本,提高了空间利用率,简化了电路。本系统在实际应用中,能够很好地控制各种设备,一次学习成功率和转发成功率都很高,无线、红外转发切换流畅,获得了满意的效果,具有广阔的市场前景。

        更多芯科EFM32微控制器产品与技术信息,请访问官方网站相应网页:http://cn.silabs.com/products/mcu/32-bit/Pages/32-bit-microcontrollers.aspx?Utm_Source=Cmty&Utm_Medium=web%20page&Utm_Campaign=IoT

        您的设计与技术问题欢迎至芯科中文在线论坛提问,专业工程师将给您回覆:http://community.silabs.com/t5/ChineseForum/bd-p/SiliconLabsChineseForum

         

        本篇研究论文引用:汪波涛, 张珣. 基于 EFM32GG230 单片机的红外无线自学习系统[J]. 单片机与嵌入式系统应用, 2014, 14(12): 60-62.

         

      • 实现超省电、一机多发的红外无线遥控器!

        Siliconlabs | 04/116/2016 | 08:16 AM

        基于EFM32GG230单片机的红外无线自学习系统

        作者:汪波涛、张珣

         

        当前民用遥控设备,主要分为两种遥控方式:红外和无线。无线设备通常采用315MHz433MHz频段无线电或者红外线进行遥控操作。多数遥控器都采用了“一对一”的控制方式,不同设备之间采用的频率一般都不相同,波形长短也不一样,这样就导致人们生活中有很多遥控器,需要控制一个设备的时候,必须寻找到对应的遥控器才能进行相关控制,这给实际生活带来了麻烦与不便。无线自学习转发系统可任意学习无线和红外波形,进行数据压缩后存储到EFM32GG230FLASH中,将多个遥控器的功能综合到一个系统上,实现“一机多发”。

         

        红外无线遥控原理

        红外线是波长在750nm1μm之间的电磁波,它的频率低于可见光,是一种人的眼睛看不到的光线。红外遥控具有抗干扰能力强、信息传输可靠、功耗低、成本低、易于实现等显著优点。一般的红外遥控系统由红外遥控信号发生器、红外遥控信号接收器、微处理器和外围电路构成。当遥控器某个按键按下,其内部的信号发射器产生预先设定好的编码脉冲,经过载波调制后由红外发射管串行输出,红外信号的调制有脉冲宽度调制(PWM)和脉冲位置调制(PPM)等方法。

        二进制的调制由发射端单片机来完成,不同的遥控器有不同的载波频率。以常见的电视红外遥控为例,它把编码后的二进制信号调制成频率为38MHz的间断脉冲串,此脉冲串即是用于红外发射二极管发送的信号。其调制原理如图1所示。

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        图1 红外发射调制原理(38kHz载波)

         

        另一端遥控接收模块完成对红外遥控信号的接收、放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组串行二进制编码,对于一般的红外遥控系统,此串行编码输入到微控制器,由其内部完成遥控指令解码,并执行相应的遥控功能。无线发射的原理与红外基本一致,433315分别指的是工作频率在433MHz315MHz的无线信号,其采用调幅方式进行发射,发射距离一般在50~120m,无线方式优势在于传输距离比红外远,而且可穿墙。

         

        超低功耗MCU延长4倍电池寿命

        遥控器是需要长期待机的设备控制器件,传统遥控器采用电池供电,功耗大、耗电快。本系统采用了EFM32GG230,该款芯片是Silicon Labs推出的超低功耗ARM架构的32MCU,具有丰富的外设接口。在活动模式下执行来自Flash实际代码时,每MHz所耗电量为180μA,在深度睡眠EM3模式下为900nA,在关机模式下为20nA

        EFM32GG230LESENSELEUART,以及LETIMER模块均针对低功耗设置。LESENSE能够在低功耗模式EM2下对电流进行检测,无需CPU干预,待检测完成后唤醒CPU进行数据处理及运算。LEUART9600bps的波特率下仅为150nA。在应用基准测试中,EFM32GG230微控制器的低电流性能加上低于2μs的启动时间,使其电池寿命延长了至少4倍。

         

         

        节能的红外无线遥控自学习系统前景看俏

        从整体设计来看,本系统分为信号接收学习模块、MCU控制模块、信号转发模块。通过红外接收头接收红外波形信号(433315分别采用各自的接收模块),然后利用EFM32GG230的引脚捕获CC0CC1CC2对信号进行捕获,完全捕获的原始信号进入主控MCU并进行数据压缩,压缩后存储到FLASH中。当需要发射时,通过MCU提取压缩后的数据进行数据还原,而后与内部的PWM功能产生的载波进行信号调制,调制好的信号经由发射处理模块进行发射操作,完成一次遥控转发。

        本系统不必考虑需要学习的编码到底是什么协议标准,也不用考虑无线码是433还是315,其具有自适应判断能力,能够自动识别码型。不采用使用高低电平宽度存储数据的方法,避免过度地浪费宝贵的内存空间,而利用波形类型号存储,存储时所用空间会小得多,大大降低了硬件成本,提高了空间利用率,简化了电路。本系统在实际应用中,能够很好地控制各种设备,一次学习成功率和转发成功率都很高,无线、红外转发切换流畅,获得了满意的效果,具有广阔的市场前景。

        更多芯科EFM32微控制器产品与技术信息,请访问官方网站相应网页:http://cn.silabs.com/products/mcu/32-bit/Pages/32-bit-microcontrollers.aspx?Utm_Source=Cmty&Utm_Medium=web%20page&Utm_Campaign=IoT

        您的设计与技术问题欢迎至芯科中文在线论坛提问,专业工程师将给您回覆:http://community.silabs.com/t5/ChineseForum/bd-p/SiliconLabsChineseForum

         

        本篇研究论文引用:汪波涛, 张珣. 基于 EFM32GG230 单片机的红外无线自学习系统[J]. 单片机与嵌入式系统应用, 2014, 14(12): 60-62.

         

      • 媲美心率带的HRM传感器,刷新你对精准度的定义!

        Siliconlabs | 04/116/2016 | 08:10 AM

        心率是反映人体循环系统机能的重要参数,经常性对心率进行测量,可以了解身体机能状况,从而对心脏的异常状态起到重要的预警作用。然而,目前在智能穿戴设备上实现动态心率的准确监测并非易事。因为心率监测需要考虑的因素非常多,包括人的肤色、胖瘦、体温、所处状态(静止、走路、跑步)以及光学结构设计等,这就需要把不同的人群和不同的运动状态做到同一个算法中并实现准确测量。


        针对以上问题,Silicon Labs最近推出了一款心率监测传感器Si1144,具有动态心率监测、超低功耗、高准确度、简单光学设计、免费提供算法库等特点,客户可以将其快速应用于智能穿戴设备上。图1是心率监测传感器的结构图,内部集成了PDADC、滤波器和LED驱动等。

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        1  Si1144心率监测传感器结构图

         

        Silicon Labs HRM解决方案优势

        1. 动态心率

        采用Silicon Labs的节能型EFM32MCU+Si1144+HRM算法,通过G-sensor配合动态补偿,准确度高,可媲美POLAR心率带和MIO手表的监测效果。

        2. 超低功耗

        待机功耗小于500nA,动态心率检测功耗650μA,相比竞争对手低数倍的功耗,非常适合可穿戴产品对超低功耗的要求。

        3. 结构简单

        将绿光LEDSensor封装在一起,简化光学结构,易于设计。

        4. 免费算法

        提供Silicon LabsHRM算法库,简单配置即可读取心率值,不用考虑复杂的算法处理,可快速完成产品设计。

         

        实际测评

        2Silicon LabsDemo Watch,用于评估Si1144心率监测传感器实现的动态心率监测效果。

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        2  Silicon LabsDemo Watch

         

        3是一个对比测试,评估动态心率监测效果,其中蓝线代表SiliconLabs的手表,红线代表POLAR心率带,绿线代表MIO手表。测试过程为:慢走—慢跑—中跑—快跑—中跑—慢跑等环节,总共测试12分钟。从测试效果分析,用Silicon LabsSi1144心率监测传感器实现的动态心率监测效果可媲美POLAR心率带和MIO手表的监测效果。

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        3  Silicon Labs解决方案和业界标杆产品的监测效果对比

         

        Si1144心率监测传感器的特点

        ·          封装:4.9mmx2.85mmx1.2mm小封装

        ·          通信接口:I2C接口连接MCU

        ·          内部结构:内置一个525nm绿光LED,简化光电隔离设计

        ·          LED驱动:可外置驱动3LED,最大驱动电流360mA

        ·          供电电源:芯片工作电压1.71-3.6V

        Si1144心率监测传感器主要应用于智能穿戴设备,搭载Si1144传感器的产品准确度高、功耗低,可大大提高产品的竞争力,并实现更佳的用户体验。欲了解SiliconLabs新型Si1144 HRM解决方案的价格、可用性、开发工具、数据手册等详细信息,请访问:http://cn.silabs.com/products/sensors/infraredsensors/Pages/si1144.aspx?Utm_Source=Cmty&Utm_Medium=web%20page&Utm_Campaign=IoT

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        源内容地址:http://www.big-bit.com/news/223822.html

      • 模块还是SoC? 物联网设计成本综合分析

        Siliconlabs | 04/116/2016 | 08:04 AM

        当你为你的产品添加无线功能的时候,首先需要作出的决定是使用片上系统(SoC)还是无线模块。SoC似乎是很吸引人的,因为其成本较低,但是随之而来的代价是设计的复杂性。无线模块,从另一方面来说,未知的因素少,但是它们更大更贵。关于选用无线模块或SoC开发物联网产品的成本完整分析,请阅读全文深入了解。

        相较于使用功能类似模块,使用低成本SoC可以降低投入,这是很诱人的。但也有一部分公司,包括大公司和小公司,仍然在他们的设计中使用无线模块。如果无线模块成本更高,但公司仍然继续使用,那么两种方案的盈亏平衡的点在哪里呢。

         

        下方的表格展示了为产品添加无线功能的成本,这里仅粗略的将成本分为低,中和高,以代表无线模块和SoC的成本。

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        模块vs. SoC的关键成本假设: 

        • 当每年生产量为10K-300K时,无线模块定价为 $3.07

        • 当每年生产量为10K-300K时,SoC定价为 $0.99

        • SoC物料清单(BOM)定价$0.50,模块和SoCBOM几乎一致。模块的价格中包含了BOM,但是SoC的价格中不包括。两者在此处不同。

          • 实际的BOMSoC供应商的不同而有所差异,甚至相同SoC的不同版本变化也十分大。

        • 针对无线模块的价格,添加$5.12 = 40%毛利率的零售价,添加的价格用来计算无线模块和SoC的利润。

        • SoC需要多三个月的开发时间,因其设计的复杂性,认证和规范许可。

        有了以上的假设,弃模块而使用SoC的年度盈亏平衡点最终落在了200K300K之间,如下图所示。 

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        模块减轻设计风险,SoC有助降低大量生产成本 

        然而,值得注意的是虽然图片显示的值比较高,它仍然不能帮助我们确定使用SoC,你可以看到iPhone 6的量十分大,但是它使用Murata 无线模块。

        所以为什么在这一决策上盈亏平衡分析如此复杂呢。简而言之,因为模块去除了SoC中包含的未知的风险,此处未知的风险是无法仅以美元或周定量的。 在一种情况下,使用无线SoC可以提供丰厚的回报(ROI)。在另一种情况下,在同一家公司中,这也许会导致产品上市的推迟。这是为产品添加无线射频组件的复杂情形。这里介绍了一系列的导致成本增加和产品拖延的未知因素。

        针对无线模块与SoC与的综合设计成本比较,Silicon Labs已提出一篇白皮书――“99美分的无线SoC的六个隐藏成本(6 Hidden Costs in a99-Cent Wireless SoC,进行深入浅出的解析,请点击网址至芯科官方网站下载:http://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/six-hidden-costs-of-a-99-cent-soc.pdf?Utm_Source=Cmty&Utm_Medium=whitepaper&Utm_Campaign=IoT

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      • 最低化嵌入式应用功耗的四大关键!

        Siliconlabs | 04/112/2016 | 07:31 AM

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        从牙刷到汽车,MCU正在生活中的方方面面普及开来,我们对其的依赖性正随着物联网的发展与日俱增。今天,功耗取代了速度,成为了嵌入式应用的核心考量指标。作为低功耗系统的一部分,一款MCU的有用性取决于其如何以尽量低的功耗解决尽量复杂的问题。让我们一起来看一下在嵌入式应用中最低化功耗时需要考量的四个方面。请观看完整文章

         

        组件

        在较高水平上,所有嵌入式应用都惊人的相似。他们建立在一系列特殊设计的组件上,来执行特定的任务,比如电源管理,处理,连接性等。执行这些功能的组件从电源消耗电能。所以当你搭建一款低功耗系统时,逻辑使然,你需要根据你的预算选择低功耗的组件。

         

        操作模式

        除了集成性,你还需要了解组件的多种操作模式。多数组件具有开关两个模式,但是也会有中间模式。一款应用包含一系列组件,你需要就如何以最有效的方式控制各个组件做出决定。针对功耗设计从某种意义上来说可能比设计不关心功耗的系统更难。但是在为功耗所限的系统中,此种投入是值得的。当你在应用中使用传感器时,直接的方法是让传感器始终打开。用这种方法,MCU可以通过可变电阻在任何时候读取电压,并根据电压计算温度。

         

        这个方法是控制传感器的最简易的方法,但也是功耗最高的方法。33µA似乎并不多,但当太阳能电池只能产生10μW的电流时,我们会很快发现问题。一个更好的方法是让MCU直接控制传感器功耗,仅在需要时打开传感器。

         

        电源

        有许多用于嵌入式应用的电源,包括有线电源,电池,能量收集和无线电源。单个应用也许使用多种电源,但是最小化功耗是关键。限制你的应用的因素包括可移动性,寿命,成本和常规因素。所以理解每一项影响因素的取舍是很重要的。

        · 电池:假如你是一个设计师,规范说明产品或应用需要运行至少三年。你已经决定了使用电池作为电源,那么你需要在寿命,常规因素和成本之间做出取舍。

        · 能量收集能量收集使用周边环境产生的能量。自然地,这个方法取决于不可预测的环境因素。比如太阳能电池板,它必须在正确的位置,而且要求有一定的面积。在直射阳光下电池板可能产生10 mW/cm^2的能量,但是在室内会降至10 μW/cm^2。这可是1000倍的差距,为了支持夜间操作,还需要可充电电池,这也增加了成本和额外的常规因素。

        · 无线电源无线供电,也被叫做远程供电,类似于能量收集,你的应用可以从周边收集能量。不同之处是,对于感应电力输送,发射机产生交变磁场,接收机使用一个线圈来捕捉的电量。在这种情景下,发送器和接收器之间的最大距离,以及传输的电量,都基于线圈的型号。这限制了常规因素和灵活性,因为接收器和发送器必须十分接近。

         

        MCU本身

        就像应用组件必须使用占空比来最优化功耗,MCU本身也是这样的。MCU是更加精密的组件,MCU几乎都有不只一个开关。MCU拥有多重能量模式,每一个模式允许一系列与功耗相关的功能,通过使CPU尽量多的处于关闭状态,以尽可能的节约能源,在MCUCPU任务必须卸载到硬件。软件开发应注重设置硬件来完成繁重的任务,仅在当硬件需要的时候进行干预,而不是让在CPU上运行的软件做任何事。

         

        这给了系统事件驱动的结构,能够大量降低功耗。在多数嵌入式产品的核心,都有一个带有可能仅是一颗小型纽扣电池的电源的微控器。

         

        当着眼于尽可能高效的使用电源,设计师将能创造更低功耗和更小型的应用,更长的电池寿命以及更低的成本。

         

        欲了解Silicon Labs节能型EFM8/32微控制器的更多信息,请访问官方网站相应网页:http://cn.silabs.com/products/mcu/Pages/default.aspx?Utm_Source=Cmty&Utm_Medium=web%20page&Utm_Campaign=IoT

         

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      • 物联网设备上看750亿,蓝牙、多协议无线设计商机最闪亮!

        Siliconlabs | 04/112/2016 | 07:18 AM

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        从互联网到移动互联网、再到物联网,连接的形态发生了翻天覆地的变化。互联网时代,主要是电脑与网络间的连接;移动互联网时代,则使手机与电脑和网络连接在一起;而物联网时代,更是将各种形态的智能产品相互连接,从手机、手表、手环等个人消费性产品,到汽车、音箱、空调等家庭消费性产品,再到智慧农业、智慧工业、智慧城市、智慧交通相关的社会性产品,覆盖范围变得十分宽广。

         

        据研究数据显示,到2020年,物联网连接的设备将达到750亿台。要实现这些设备之间稳定、可靠、高效、长期的互联,无线连接技术至关重要。芯科科技(Silicon Labs)作为物联网领域芯片和软件解决方案的领先供应商,历来在无线连接技术方面深耕细作。最近,Silicon Labs连续发布了多款无线连接新产品,并特别著重在蓝牙模块和多协议无线SoC解决方案方面,在力助物联网产品设计化繁为简的同时,实现了自己在无线连接市场中的巧妙布局。请观看完整文章,了解如何简化您的无线设计复杂性。

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        物联网连接设备的数量到2020年将达到750亿

         

        蓝牙技术关注程度水涨船高

        据研究数据显示,到2020年,物联网连接的设备将达到750亿台。要实现这些设备之间稳定、可靠、高效、长期的互联,无线连接技术至关重要。

         

        要使大量物联网设备组成一个庞大的无线连接生态系统,低功耗、快速连接且具有使用普遍性的无线协议至关重要,因此,符合上述条件的蓝牙技术便受到行业愈来愈多的关注。日前,蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)即在北京举行了推介发布会,针对蓝牙技术在全球市场中的应用趋势、2016年技术蓝图以及Mesh网络标准最新进程,进行了广泛的分享交流。

         

        Silicon Labs自从2015年2月收购了Bluegiga之后,在蓝牙领域投入了大量的研发精力,并逐步推出了多款重要产品,包括最新的BGM111、BGM113模块,以及前面提及的Blue Gecko SoC等等。在本次蓝牙技术联盟的发布会上,Silicon Labs作为该联盟的重要成员,也带来了一系列基于蓝牙技术的应用展示,如下是两款具有代表性的应用:

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        上图是Silicon Labs SBRICK Smart智能积木模块,其通过连接乐高官方电动马达和芯片器件,远程控制乐高官方电动马达、电源和灯的亮度。

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        上图是采用Silicon Labs蓝牙解决方案的Aetoscan经络仪,通过测量24个穴位点发出的阻抗值,将数据传回云端数据库进行运算。用户能够通过手机、平板电脑或计算机浏览专业分析报告。因为该产品中加入了蓝牙模块,使智能型装置的连接更加方便。

         

        除了在发布会现场带来的蓝牙技术应用展示,Silicon Labs还在同期发布了全新的BGM113模块。该模块为覆盖范围远达50米的应用提供了小尺寸、Bluetooth 4.1兼容和3dBm输出功率的连接解决方案。基于Silicon Labs一流的开发软件(包括可延长电池使用寿命的Energy Profiler工具),小型化的BGM113模块成为空间要求高和能耗敏感的蓝牙无线应用的理想选择,这些应用包括智能手机配件、可穿戴运动和健身产品、无线门锁和销售终端设备等等。

         

        多协议Wireless Gecko SoC应运而生,简化IoT连接

        在多种无线连接技术真正融合之前,无线连接技术大多以独立的方式存在,需要多种连接协议的设备不仅设计复杂,而且需要更高的物料成本和更多电路板空间。为了配合在物联网中应用整合多种无线连接协议,同时为物联网设备提供灵活的连通性和价格/性能选择,Silicon Labs在近期推出了多协议片上系统(SoC)Wireless Gecko产品系列。

         

        Wireless Gecko产品家族包括三个多协议SoC分支系列,分别针对多样化的IoT使用场景和相应的无线协议而优化:一是Mighty Gecko系列,它们针对网状网络的提供最佳ZigBee和Thread连接;二是Blue Gecko系列,主要提供Bluetooth Smart连接,具有理想的输出功率和传输距离;三是Flex Gecko系列,针对各种应用中灵活的专有无线协议选项。

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        Wireless Gecko SoC产品家族的三个分支系列

         

         “多协议SoC是一个新概念。具体来说,就是指能够在一个芯片上实时运行两种协议。从单一协议到多协议并行的不同产品类型,其复杂程度逐渐增加。其实,最令客户感兴趣的是,多协议产品系列能够创造出更智能的应用场景。”Silicon Labs物联网产品营销副总裁Daniel Cooley表示。

         

        在应用案例上,Daniel Cooley介绍了在医院中的实际应用。他说道:以前的控制方式主要是医院护士站中有一个系统来控制病床设备。不过,当护士离开护士站时就无法操控。现在厂商在生产病床时就装有很多传感器,且使用的是网状网络,从而实现病床之间、病床和医院信息总控室之间的连接和通信。同时病床里面还有很多动力组件,可以进行床位的位置调控。护士人手配一台平板电脑,操控的动作可以转移到平板电脑上,当护士走近病床时,通信从ZigBee网状网络切换到蓝牙连接,平板电脑可以获得与该床病人相关的信息,并且对病床进行操控;而当护士离开病床时,该病床的通信协议又会从蓝牙切换到ZigBee网状网络,直接和护士站的信息控制中心进行沟通和互动。

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        Wireless Gecko SoC的各种多协议使用场景

         

        此外,在Wireless Gecko SoC并未覆盖到的Wi-Fi领域,Silicon Labs还于同期推出了即插即用型模块解决方案WGM110,以简化Wi-Fi连接。WGM110模块是添加Wi-Fi功能到各类设备的理想解决方案,应用方向包括工业/M2M系统、无线传感器、遥控器、恒温器、可连接家居产品、汽车信息娱乐系统、销售终端设备、健身和医疗设备等等。

         

        欲了解Silicon Labs无线连接产品的更多信息,请访问:http://cn.silabs.com/products/wireless/Pages/default.aspx?Utm_Source=Cmty&Utm_Medium=web%20page&Utm_Campaign=Bluetooth

        本文有部分内容引自智慧产品圈的相关报道,智慧产品圈源内容地址:http://www.pieeco.com/news/1481_1.html

      • 高集成以太网供电控制器简化PoE交换机开发

        Siliconlabs | 04/109/2016 | 07:35 AM

        PoE交换机的常见应用框图如下图所示。其中PoE交换机将不带电源的网络数据转化为带电源的网络数据提供给PD设备,此处Si3459作为PSE设备为PD设备提供电源,支持高达8个端口。而PoE网络摄像头、PoE无线APPoE IP电话则作为PD设备通过Si3402SiliconLabs另一款PD接口和开关稳压器)将网线中的电源信号分离出来,提供电源保证PD设备正常工作。网络中心/监控中心负责通过网络监控管理PoE网络摄像头、无线APIP电话。

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        PoE交换机的常见应用框图

         

        8端口以太网供电PSE控制器Si3459的产品总体特性如下:

        • 支持PoEPoE+两种协议

        • 8端口输出

        • 支持端口按照优先级进行关闭设置

        • 设计非常简单灵活:支持每个端口电流与电压检测,PoE+支持限流设置,自带可编程PMOSFET驱动器,自带可编程看门狗定时器

        • 安全性能提升:支持UVLO,支持短路或过流保护,支持过温保护

        • 工业级标准:-40+85

        • 小封装:8mmx8mmQFN56PIN

        Si3459的内部框图如下图所示:

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        Si3459的内部框图

         

        从外围引脚看,Si3459拥有如下具体特性:

        • SHDN:关闭低优先级的端口

        • SCL/SDAI/SDAO:组成了I2CMCU可以通过I2CSi3459进行配置

        • A1/A2/A3/A4:可以通过这4个引脚来进行I2C的地址配置

        • INT:任何一个端口发生错误都会导致INT拉低报警

        • RESET:复位

        • AUTO:选择自动或半自动模式

        • CAP/DCEN/SWO:组成DC/DC模块,比Si3452省去了一个外部电源IC

        • SENSEn / DRAINn / GATEn /VPWR:组成了其中的一个端口输出

        从内部构成看,Si3459拥有如下具体特性:

        • 内部包含了一个完整的单片机系统(C8051 MCUSPI模块、SRAM模块、OTP模块、PORWDT50MHz时钟、ADCAUXTemp Sensor

        • Measure模块将检测到的过流、过压信息通过ADC/AUX输出到MCU进行处理

        • SPI通过HVIO模块与驱动控制器相连接,最终控制高压部分的驱动器

        • POR/WDT/Temp Sensor为系统安全提供保驾护航

        • 内部集成的DC/DC控制器为用户的低成本方案提供保障

        欲了解Silicon Labs Si3459以太网控制器的更多信息,请访问:http://cn.silabs.com/products/power/poe/Pages/si3454-59-pse-controllers.aspx?Utm_Source=Cmty&Utm_Medium=web%20page&Utm_Campaign=IoT

         

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      • 基于EFM32TM的高精度动态心电记录仪的低功耗设计

        Siliconlabs | 04/109/2016 | 07:23 AM

        基于EFM32TM的高精度动态心电记录仪的低功耗设计

        作者:刘梦星、周乐川、陈杭、孙晓、许志

         

        动态心电(ECG Holter)记录仪已广泛应用于临床突发性和慢性心血管疾病的诊断和治疗,它是一种可长期连续记录患者心电活动的便携式仪器。医生通过上位机软件分析系统,能够依此发现常规ECG 不易发现的心律失常和心肌缺血等疾病,是临床分析病情、确立诊断、判断疗效的重要客观依据。

         

        对于心血管疾病术后恢复的病人,长期动态心电监护能够帮助医生更好地了解患者恢复情况,评判手术的治疗效果。因此,要求我们必须进一步减轻仪器的重量和降低功耗,但两者是一对矛盾,减小仪器的体积和重量势必造成电池容量的缩减。另外,提高信号测量精度,是保证上位机心电分析软件作用和质量的前提,高采样率、高AD转换位数及更多功能(如运动识别、动态血压)的集成,对仪器核心的微处理器的运算处理性能也提出了更高要求。

         

        针对上述问题,本文提出了以Silicon Labs公司推出的基于Cortex-M3内核的高性能、超低功耗微处理器EFM32G880F128作为记录仪的核心控制器,同时着重优化单片机软件的低功耗设计。最终测试结果表明:利用该解决方案所设计的十二导联动态心电记录仪,满足了低功耗、微型化和高精度的系统要求。

         

        低功耗32MCU至关重要

        面对8 通道独立24 AD 所产生的高数据量,以及记录仪功能的增加和预处理算法复杂度的提高,传统8 位和16 位的低功耗微处理器已逐渐无法满足系统的要求,高运算性能与低功耗之间的矛盾突显。

         

        为此,本文选用Cortex-M3 为内核的32 位微处理器EFM32G880F128 作为记录仪的核心控制器。在同等主频下,它不但在运算性能上远高于8/16 位机,还拥有更低的绝对功耗。围绕上述分析,设计高效率的电源管理电路,在保证系统正常工作的前提下,采用更低的工作电压,对于CMOS 工艺的集成电路,动态功耗会明显降低;通过将模拟电源与数字电源分离,使得模拟电路在系统待机时可被关断,并能减少数字电路对小信号的噪声干扰。

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        其次,尽量选择高集成度、低绝对功耗、可休眠的外围器件,重点优化微处理器的软件流程控制,可以减少功耗浪费,进一步降低系统的整体功耗。

         

        从功耗与性能两方面,对比了3款典型的低功耗微处理器的功耗,其中,EFM32G880F128 兼具了低功耗与高性能的特点。它以ARM公司32 Cortex-M3 为内核,主频最高32MHz,运算性能明显提高,且具有低成本优势。它有活动模式(EM0)和4 种灵活的低功耗模式(EM1EM2EM3 EM4),且低功耗状态的唤醒时间极短,同时片上外设种类丰富;工作电压1.85~3.8V,适应于电池供电的应用要求。因此,采用EFM32G880F128 作为动态心电记录仪的核心控制器,可以更好地满足系统高性能和低功耗的设计要求。

         

        结论

        为满足12 导联动态心电记录仪的高精度和低功耗要求,芯科基于ARMCortex-M3 内核的32EFM32超低功耗微处理器,可以在降低系统功耗的同时提高了运算性能;围绕低功耗设计原则,并针对特定的任务,研究主频与系统功耗的非单调变化规律,得到适合系统运行的最佳频率点。

         

        更多芯科EFM32微控制器产品与技术信息,请访问官方网站相应网页:http://cn.silabs.com/products/mcu/32-bit/Pages/32-bit-microcontrollers.aspx?Utm_Source=Cmty&Utm_Medium=web%20page&Utm_Campaign=IoT

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        本篇研究论文源内容引用自:汪波涛, 张珣. 基于 EFM32GG230 单片机的红外无线自学习系统[J]. 单片机与嵌入式系统应用, 2014, 14(12): 60-62.