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      • 9/14在线研讨会:利用网状网络扩展无处不在的蓝牙连线

        Siliconlabs | 08/243/2017 | 07:55 AM

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        面向全新的蓝牙5及蓝牙网状网络(Mesh)标准所带来的技术革命,Silicon Labs(亦称芯科科技)特别于914日举办一场网络研讨会,主题为利用网状网络扩展无处不在的蓝牙連线。会中将由Silicon Labs亚太区区域营销高级经理陈雄基(Desmond Chan)先生说明蓝牙网状网络的标准及设计应用知识,并将介绍Silicon Labs领先市场推出的蓝牙5蓝牙网状网络软硬件解决方案。

         

        欢迎参加本次的在线研讨会,了解有关蓝牙网状网络的更多信息以及如何进行产品的应用与开发。请即刻报名。

         

        蓝牙在线研讨会详细信息

        主题:利用网状网络扩展无处不在的蓝牙連线

        日期: 2017914 (星期四)

        时间:香港时间10:00点钟

        时长:1小时

        主讲人:Silicon Labs亚太区区域营销高级经理陈雄基(Desmond Chan

        内容摘要:网状网络于蓝牙低能耗(Bluetooth LE)设备而言是一种新拓扑,可实现多对多(mm)通信。其优化可应用于创建大型节点网络,非常适合照明、居家自动化和资产跟踪。蓝牙网状网络有利于许多IoT系统,能够降低系统功耗,扩展通信范围,提高可扩展性和网络可靠性,并优化设备到设备的通信响应能力。

        报名链接:https://event.on24.com/wcc/r/1459015/BE648CE591117695AD0107ACB646266E/135553?partnerref=wechat

         

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      • 【优品推荐】让数字接收化繁为简的TV调谐器

        Siliconlabs | 08/243/2017 | 07:36 AM

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        高性能模拟与混合信号产品的领导厂商Silicon Labs(亦称芯科科技)推出的全球通用数字电视调谐器IC——Si2147,可支持全球地面和有线电视标准的数字接收,能提供卓越的图像质量和更多的接收站。该电视调谐器采用了标准CMOS工艺、成熟的数字低中频架构专利技术与第5代射频前端技术,在性能上远超基于MOPLL的调谐器。

         

        Si2147硅电视调谐器是一款高度集成化的IC芯片,无需外部平衡-不平衡转换,其内部的谐波抑制混频器具有出色的抗Wi-FiLTE干扰的能力,从而无需使用外部滤波器,具有最低的BOM。此外,该芯片还可以低中频输出到SoC或解调器。

         

        Si2174电视调谐器特点

        ·      兼容NorDigD-BookC-BookARIBEN55020OpenCable规范

        ·      低功耗:总功耗仅为484mW

        ·      采用28引脚QFN封装,其大小为4×4mm

        ·      符合RoHS标准

         

        Si2174电视调谐器应用领域

        ·      数字½-N调谐器模块

        ·      iDTV(综合数字电视)

        ·      数字地面和有线机顶盒

        ·      数字PVRDVD和蓝光光盘刻录机

        ·      PC电视配件

         

        相关技术文档

        Silicon Labs Si2147 TV Tuner数据手册:https://www.silabs.com/documents/public/data-shorts/Si2147-short.pdf

         

        原文链接:https://www.sekorm.com/news/5890.html

         

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      • 【趋势分享】千禧世代的广播电视应用样貌

        Siliconlabs | 08/243/2017 | 07:31 AM

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        做为全球领先的硅电视调谐器、数字电视和卫星解调器供应商,Silicon Labs(亦称芯科科技)希望通过分享本篇非常具有阅读价值的趋势文章,与行业人士一同探索在电视数字化浪潮下,现代的免费本地广播电视的实际应用情况以及趋势。欢迎进一步了解当前的电视行业以便为您的产品设计找到更合适的市场定位及机会。

         

        接上天线免费观看本地广播电视?!

        习惯于在线观看的观众经常震惊于20美元的接受无线信号的兔耳朵,它是合法的吗?事实上,一位名为DanSisco的使用者发现了一项能让他免费观看大多数主流电视频道的技术。我只是惊讶于这种技术的存在,”28岁的Sisco先生说。这太好了,它既不会登出又不会跳过。

         

        电视天线,通常被称为兔耳朵,这是大约七十年前发明的一种技术,很久以前,甚至拖着一条绳子,这项技术已经与盒式磁带和录像机一起被归入技术垃圾桶。

         

        天线正在安静地回到人们的生活当中,已经有一代人不知道有线电视之前生活是怎样的,并且主要通过互联网观看NetflixHuluHBO。根据消费者技术协会(ConsumerTechnology Association),一个贸易集团的消息,美国的天线销售额预计将在2017年上升7%至近800万台。

         

        Sisco先生,犹他州ProvoMBA学生,在邀请朋友在2014年观看超级杯之后,发现了这一秘密。他发现在线观看比赛的方式没有定期的商业广告,令人失望的是一半的客户只对广告感兴趣。

         

         “天线甚至没有在我的雷达上,他说道。他在网上发现他可以用20美元买一个,并且免费观看主要的电视节目,如ABCNBCFoxCBS

         

        不需要爬上屋顶安装天线。虽然一些室内天线仍然看起来像老式的兔耳朵,但许多现代天线是可以隐藏在平板电视后面的薄片中,或者像相框一样挂起来。但是许多消费者还是没有收到信号。

         

        21岁的Carlos Villalobos最近在圣地亚哥的会议上销售管状数字天线,他说,客户经常询问他的2025美元的产品是否合法。他说:当我说这些实际上是免费的本地频道时,他们都不相信我。

         

        今年早些时候,他曾听到一位女士的抱怨。她疯了,他回忆道。她说,你都说些什么呢,你怎么在美国得到免费的东西呢。

         

        根据全国广播业协会(National Association of Broadcast),一个行业贸易组织六月份的调查显示,近三分之一的美国人(29%)不知道本地电视是免费的。

         

        电视自出现以来,主要通过无线电波播出信号。购买天线后,无论室内或室外天线,将其插入电视机,就可以免费观看。它仍然存在,尽管现在大多数消费者已经切换到有线电视,其中包括更多的频道,成本上涨到每月100美元。

         

        许多混乱归因于联邦立法要求广播公司在2009年停止发送模拟信号,并转向高清数字传输。这种改变意味着旧电视不会收到广播,迫使消费者购买新的电视机或转换器盒来接收免费信号。

         

        位于旧金山湾区的无线行业执行官Scott Wills在制定过渡运动的立法上工作了一年多。Wills先生与他当时十几岁的儿子广泛地讨论了他的工作。大约十年后,Wills先生看到,许多人,特别是年轻人,认为这种转变只是杀死电视信号,而不是使他们更好。他问他的儿子,答案是:爸爸,你应该比任何没有广播电视的人都知道得更好!“Wills回忆说。 “他认为广播电视消失了。

         

        他的儿子,Hunter,现在24岁,住在芝加哥,他说他主要看Netflix “我不知道,他说广播还存在。我还不甚了解这个概念。

         

        联邦通信委员会(Federal Communications Commission)花费了数百万美元,向公众宣传数字电视转型,国会拨出了20多亿美元,帮助消费者支付转换器费用,因此使旧电视机可以处理数字信号。但重点主要是已经依赖天线的老年人。

         

        WilliamLake监督该机构的工作。几年后,当他提出为他的一个女儿买一个天线,以便她和她的室友看到电视时,他20岁左右的女儿甚至不知道他在说什么。

         

        这位FCC的前官员说:她认为这是一种现代卫星服务。”2013年,在关于卫星电视行业的国会听证会上,讨论转向了一个暂时让时代华纳有线用户无法观看CBS的合同纠纷。

         

        广播应为一种免费的服务

        代表全国广播电视协会(National Association of Broadcasters)作证的律师Gerard Waldron说:我只想强调,广播是一种免费的,无线的服务。所以在所谓的停电期间,服务是100%可用的。我意识到有些人可能没有天线,有些人可能会有接收问题,但我想强调...

         

         “所以我可以看到CBS,如果我有兔耳朵?” 加利福尼亚州国会议员Karen Bass插话。我不认为人们知道这一点。”Bass的发言人表示,她知道电视天线存在,但不知道电视台在停电期间仍然播出。

         

        位于圣路易斯的制造公司Antennas Direct的创始人Richard Schneider表示,他的职业常常导致尴尬的谈话。如果我参加了一个聚会,我告诉人们我以什么为生,他们会说,还有这种事情呢,我以为你早就不干这行了’”

         

        恰恰相反。他在15年前就开始将销售天线作为一项爱好,他预期每年只能销售几百台。他说他六月出售了75,000个天线。即使是最新的高清平板电视也需要一个天线来获得免费的广播。

         

        来自凤凰城的39岁的摄影师Michelle Herrick表示,在她的帐单每月超过200美元后,她绝望的取消了订阅。这不是因为她想要本地电台的唯一原因。然后,大约两年前,她的母亲告诉她有关现代天线的事情。现在,Herrick女士经常不得不向困惑的客人解释她如何看免费电视。我所接触的每一个人,都不知道。

         

        即使是那些有天线的人也需要习惯。五月份,密歇根州Kalamazoo二十一岁的大学生RobertTomlinson在网络上无法观看流行的ABC“Dancing With The Stars”时,感到很沮丧,然后,他想起了他的天线。我只是忘记了它在那里。

         

        本文转载自华尔街日报,作者为Ryan Knutson先生,请参考原文练接:

        https://www.wsj.com/article_email/millennials-unearth-an-amazing-hack-to-get-free-tv-the-antenna-1501686958-lMyQjAxMTA3NTAwMzcwMDM3Wj/

         

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      • 【干货】以0 MIPS运行你的嵌入式系统

        Siliconlabs | 08/240/2017 | 07:49 AM

        ​以0 MIPS运行你的嵌入式系统

        作者:Øivind LoeSilicon Labs微控制器产品高级营销经理

         

        即使是在诸如物联网应用的无线连接这种主导功耗的事件中,让尽可能多的进程自主运行,也可大大提高电池寿命。降低功耗一直是微控器(MCU)市场的一个主要关注点。超低功耗MCU现在可以大大降低工作模式和深度睡眠模式下的功耗。这种变化的效果是显而易见的,它大大提高了我们日常嵌入式应用中的电池寿命,并且提供了在未来使用能量收集的可能性。

         

        然而,要基于新型MCU降低功耗,开发人员必须考虑到许多因素,对此Silicon Labs特别撰写一篇技术文章:0 MIPS运行你的嵌入式系统,帮助开发人员了解如何利用新型MCU中外设的自主运行,通过更接近以“0”MIPS运行,来实现数据手册中所承诺的低功耗。欢迎观看完整技术文章。

         

        低功耗为嵌入式系统研发关键

         

        对于在功耗敏感型物联网(IoT)应用中所使用的新型MCU和无线MCUWMCU)来说,执行代码时的功耗已经明显下降,甚至达到40μA/ MHz以下。使用这些低功耗规格,您可能会想知道为什么我们需要睡眠模式,为什么不以500 kHz运行您的代码来实现20μA的电流消耗,并且允许您的应用使用电池运行10年?其实事情并不是这么简单的。

         

        睡眠模式下的功耗在过去几年中也有显著的改善。我们现在可以看到深度睡眠模式下的功耗低于2μA,而一些睡眠模式下的功耗甚至低于50 nA。您可能会觉得拥有这些模式设计出来的系统功耗自然很低,然而事实并非如此,应用能否利用睡眠模式才是关键。

         

        为什么工作模式是好的...也是坏的

         

        使用MCUWMCU的最直接的方法是让CPU管理一切。例如,您可以启动模数转换(ADC),将一些数据放入通信接口(如USART传输)中,读取ADC数据,并对数据做出一些处理,所有一切都由CPU直接控制。直接的CPU控制简化了开发,但其成本是:每当外设或外部事件需要处理时,MCU都将处于工作模式,从而使功耗大增。

         

        近期,一些数据手册显示工作模式的电流是40μA/MHz甚至更低,它们通常是高时钟频率下的参数,低频下会变大,进而导致绝对功耗变大。这是因为工作模式下频率和功耗不是线性关系。功耗由如下两部分组成,其中第二部分和频率联系不紧密:

        1. 处理器本身,它是和频率按比例变化的。

        2. 有基础工作电流的模块,比如低压差线性稳压器(LDO),欠压检测器(BOD)等。

         

        要想降低功耗,应尽可能地减少MCU在高功耗的工作模式下运行,尽可能地关闭外设,让CPU尽可能多地睡眠。

         

        功耗预算

         

        对于受限于能源的电池供电型应用来说,要知道能源消耗在哪里才能进行优化。表1显示了一个传感器检测无线应用的功耗预算,它的功耗优化不太好。

         

        通过平均计算每个组件的功耗来测量或估计功耗。如果CPU占空比为两个百分点,并且在60μA/ MHz时工作在20 MHz,则CPU的消耗为24μA

         

        请注意,表1所示的功耗预算是根据功能划分的。例如,基础睡眠电流包括一个低频振荡器和一个实时时钟(RTC)来对系统事件进行定时从而允许深度睡眠。

         

        传感器测量部分是由一个0.5kHz的中断触发,中断之间深度睡眠。低功耗蓝牙每秒钟都要把数据发出去,这是个很普遍的低功耗应用。最后,还有一些非MCU部分的功耗。MCU可能无法直接控制这些模块中的一部分,包括电源管理外设,在这个例子中,MCU是直接控制ADC对传感器进行采样,如果不是的话,传感器电流将完全是图片中的数据。

         

        对于这个例子,传感器的持续电流大约是390μA,但是通过调整占空比,每个ADC采样仅仅使用了10 μs的时间,从而可以大大降低功耗。

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        1   目标应用的功耗预算

         

        如果该无线应用由具有225 mAh容量的CR2032电池供电,则在61.6μA功耗下操作时其寿命约为0.4年。事实上,我们可以做得更好。

         

        改善现状

         

        我们来看看降低MCU传感器测量电流的方法。虽然此示例涉及ADC测量外部传感器,但相关示例可能集中在一系列不同类型的测量以及与外部环境的交互上。在这两种情况下,MCU和外部环境之间都会发生频繁的交互。

         

        实现低功耗传感的最简单的方法是让CPU尽可能多地处于睡眠模式,只在采样时唤醒,并尽可能快地重回睡眠模式。对于非常低的采样率来说,这种方法很好,但是从图1可以看出,当每秒采样次数增加时,系统的功耗也会显著增加:

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        1  采用中断进行ADC采样,显示出随着每秒采样次数的增加,功耗也在增加

        许多类型的应用必须具有频繁的活动,同时还需要保持电池寿命。超过1kHz的活动率并不是闻所未闻,这时候就需要采取措施来保持低功耗。

         

        2显示了传感器管理的两种附加方法。外设反射系统/直接存储器访问(PRS / DMA)方法使CPU在完全不参与的情况下在深度睡眠模式进行ADC采样。而不是RTC唤醒CPU,然后CPU启动ADC进行采样。RTC通过事件系统(如Silicon LabsPRS)将事件直接发送到ADCADC在接收到此事件时自动启动ADC转换。转换完成后,DMA在这种情况下也能够从深度睡眠模式下运行,从ADC获取数据并将其存储在RAM中。 PRS / DMA方法的好处是显著降低了电流消耗。在1 kHz时,系统电流从58μA降低到25μA

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        2  ADC采样图显示了各种工作方式下的功耗

         

        驱动ADC的更有效的方法是PRS /比较器(CMP)方法,其中RTC仍然通过PRS系统触发ADC,但在这种情况下,ADC立即使用比较功能对样本进行评估,除非发现有需要的数据,否则不使用DMACPU。这种方法能够实现1 kHz采样率时系统电流只有3.5μA

         

        动态ADC比较器

         

        使用PRS/CMP方法,大部分采样数据都被丢弃,CPU只关注需要处理的数据。当信号变化缓慢时,或者需要特定的信号时,这种方法很有效。

         

        当使用比较功能监视信号时,一种方法是测量信号,然后根据这个信号设置阈值,只要信号在阈值范围内,那么当ADC测量信号时,系统可以保持在深度睡眠模式,当然CPU也保持在睡眠模式。

         

        然而,如果信号发生变化,并且超过阈值,系统将知道该信号,并采取适当的措施。在回到睡眠模式之前,ADC阈值将重新配置以适应新的信号值,因此系统可以再次进入睡眠模式,直到下一次信号发生变化。图3显示了这种技术的示例。圆点表示ADC样本,箭头表示每当CPU被唤醒时,它将记录本次变化并重新配置阈值。

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        3  当信号超过阈值时,CPU中断动态修改ADC的阈值

         

        使用这种方法,系统实际上将丢失一些信号准确性,因为信号可以在触发器之间的阈值范围内任意移动。然而,益处是功耗显著降低。

         

        如果系统的目标是测量信号的动态值,则PRS / DMA驱动方法是理想的,因为它使所有数据可用,同时仍然可以提供非常有益的节能特性。

         

        自主工作子系统

         

        ADC示例只是众多通过睡眠模式降低应用功耗的方法之一。专注于低功耗应用的新型MCU(如Silicon LabsEFM32 Gecko MCU)拥有大量功能,可在深度睡眠模式下运行,从而实现高水平的自主行为。

         

        例如,Gecko MCULESENSE(低功耗传感)模块可以自动地、周期性地采样多达16个通道,完全不需要CPU参与。它可以实现高频率检测且充电1次就能工作10年。

         

        在许多情况下,单个外设可以自主地履行其职责,但也有许多需要交互的情况。在这种情况下,我们可以利用诸如在当前一些新型MCU中存在的PRS系统这样的外设互连。这些外设互连允许多个外设连接以自主执行更复杂的任务。

         

        4显示了这样的自主系统示例,其使用事件链来执行其功能:

        1.     RTC以给定的时间周期性地发送PRS信号至ADC以启动转换。

        2.     RTC同时启动外部传感器,这样在测量时信号就已经准备好了。

        3.     ADC完成采样并通知DMADMA把数据传送到RAM

        4.     来自ADC的完成PRS信号关闭外部传感器。

        5.     当缓冲器满时中断唤醒CPU,或者超过ADC阈值时中断唤醒CPU

        6.     可选项:PRS看门狗监视事件循环,确保它保持运行。

         

        DMA可以从图4所示系统中拿走,通过设置ADC的比较功能来做到更省电。

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        4  该自主ADC系统包含周期工作的传感器和看门狗

         

        这些自主子系统具有以下几个主要优点:

        1.     显著节能。

        2.     即使CPU负载很重时传感器依旧可以稳定工作。

         

        缺点是,并不是所有的MCU都支持这种类型的操作,并且在设置交互时,您会希望像硬件设计人员一样思考。总之,对于许多电池供电型应用来说,其优点明显多于缺点。

         

        结论

         

        通过利用各种节能技术,当传感器测量时,CPU几乎完全脱离工作。对于表1所示的无线应用,这将使总平均功耗从61.6μA降低到37.6μA,降低了39%,从而使电池寿命从大约5个月延长到8个月,增加了64%,或者可以允许电池尺寸减小以改善系统外形。

         

        对于非无线应用,节能将更加显著。表1中的示例,能耗将从29.6μA降低到5.6μA,由CR2032电池供电,理论上寿命将从10个月延长到4.6年。

         

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      • 比想像中还严格的联网照明如何实现!?

        Siliconlabs | 08/240/2017 | 07:39 AM

        联网照明是智能家庭的一个重要市场。然而,应用看似简单的联网照明,落实设计其实很复杂,需要可靠性、互通性和安全性,IEEE 802.15.4等无线技术与软件定义将助力这个市场实现。对此,Silicon Labs(亦称芯科科技)软件业务副总裁Skip Ashton先生近期接受行业媒体专访,针对联网照明及相关无线多协议技术与应用发展趋势进行详细的介绍与说明,将能有效帮助工程师掌握联网照明设计的个中奥秘。欢迎观看完整报导! 

         

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        Silicon Labs软件业务副总裁Skip Ashton先生

         

        联网照明市场

        联网智能照明也许是智能家居市场的一个杀手级应用。据Silicon Labs介绍,其zigbee生意过去几年每年的增长率都在40%~50%,智能照明是其中很重要的部分。

         

        在照明市场上,每家客户公司都争取在发现自己的竞争优势,例如Philips做的产品是价格相对较高的高质量的多光照功能产品,消费者可以把这种灯具放在厨房等地,可以控制灯泡与音乐协同产生不同颜色而产生聚会的感觉。而宜家是做更低成本的,可以适用于更大量的消费人群,其产品不能随着音乐调节颜色,也没有像Philips产品那样需要控制网关,但是价格非常低。

         

        此外,在智能家居应用中,有的人喜欢智能门锁,有的人喜欢智能调温器,首先就是让这些设备联入网络,同时还要能够良好工作。

         

        软件定义无线

        物联网产品中非常有趣的事情是很多解决方案依靠的是软件。不过,大部分半导体公司认为自己的产品是芯片,但如果把芯片和软件封装在一起会变得非常强大,因为无线产品的特点之一就是软件解决方案。

         

        联网照明的复杂性

        联网照明是物联网中一个日渐活跃的应用。灯泡厂家很擅长于结合各种玻璃和发光二极管(LED)等微电子技术来制造各种灯泡,但是往往对于嵌入式网状网(Mesh)及无线连接等并不那么在行。当他们在设计无线照明开关时,没有足够多的技能来应对嵌入式软件和无线连接方面的挑战,所以半导体公司必须提供更完善的解决方案,而且它们必须是易于使用的。

         

        这背后实现起来很复杂。因为照明和手机、电脑的的使用体验不同。作为照明用户,当你使用电灯开关时很简单,希望拨动开关灯光就发生变化,否则就认为是电灯泡坏了。在这种判断中没有其他选择,大家不会去猜想其中原因是否是因为网络连接有问题。但手机和电脑并不这样,手机和电脑如果是因为网络连接引起的中断,大家都可以接受。因此,现在使用联网照明,用户仍然希望随时都可以立即启用。所以联网照明就是在针对最简单的设备去做最复杂的工作,去实现非常高的可靠性。

         

        这也是物联网市场成长过程中要面临的一个挑战,即如何用设备的行为来取悦用户。除了随时可用,还有语音和触控等人机界面。

         

        而对于芯片厂商而言,就必须要提供芯片模组以及开发工具和软件,来助力实现这一切,并在出现问题时帮助分析原因和解决问题。比如,以前打开开关灯泡不亮时,就会问是灯泡坏了还是电路有问题;而现在就是要帮助客户进行全面分析,是否是网络没有把信息送到开关之上,还是遇到了安全性问题,也就是我们要帮助客户去搞清楚网络到底是否在良好地工作。

         

        低成本需求

        物联网产品必须降低成本,因为消费者需要将连接功能集成到产品中。例如LED灯泡,几年前大概要卖50美元/个,而今天已经降到50元人民币了。可见下降的速度很快。如果LED灯泡做到3美元/个,再加2美元物联网的部分,这才是较为合理的。

         

        因为尽管人们需要连接功能,但是对其中带来的成本增加还是非常敏感的。这是物联网走向上亿级出货和实现普及面临的障碍之一,所以成本必须要降下来。这促使芯片公司去做更多的集成,把传感器、MCURF,甚至电源管理全部都集成在一个芯片上,以减少元器件的数量,从而使制造商降低物联网产品的总成本。

         

        802.15.4 zigbee/Thread无线连接升温

        市场上有多协议SoC,所以包括非常实用的15.4zigbee/Thread连接,也有蓝牙Wi-Fi等连接能力。现在的关键问题是消费者更喜欢用哪种协议?如何使用它们呢?

         

        目前看,如果一家制造商为家庭用户提供无线连接,最直接和安全的选择就是Wi-Fi。但是对于许多设备,Wi-Fi并不是合理的连接,所以还需要跟踪其他可以支持这些设备的协议。比如在联网照明领域中,Philips公司用zigbee来为其非常成功的灯泡产品提供连接,其他厂商诸如Osram等也做出了同样的选择。在机顶盒等其他领域内,也有诸如Comcast等很多领先的公司选择了zigbee到以太网、zigbeeWi-Fi等方式。那么,这对每个人的家里意味着什么呢?

         

        为了去连接互联网,每个家庭里都有很多盒子来作为连接汇聚点(Hub),例如Philips的盒子、Osram的盒子,还有用于其他智能控制的盒子。这会使用户感到困扰和麻烦。

         

        当然,在美国的家用市场中,这些设备正在提供更多样化的连接。最典型的有三类设备可提供连接:1.运营商提供的接入设备,诸如机顶盒、家用路由器;2.Wi-Fi热点类设备,它们也许是由运营商提供,也许是为了更好的覆盖而自行购买;3.语音、音视频接入和控制产品,比如AmazonAlexa这类产品,购买的原因是为了一些服务。同时,其中有些又提供连接功能,虽然这不是消费者购买的主要原因。

         

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        首先来看不同厂商的盒子。从过去6个月(201612月到20175)美国联邦通信委员会(FCC)对接入设备进行公告的信息,以及盒子厂商注册时的产品信息可列出表1

         

        从表1可见,服务提供商的机顶盒等宽带接入盒子已经具备了15.4连接功能。如Verizon最新的Fios机顶盒提供光纤到户宽带连接;领先服务提供商Comcast提供的家用接入终端,除了能够接入宽带网络以外,还带有15.4这样的连接功能;还有DellEdge Gateway等都有15.4技术来提供zigbee或者Thread连接。可见,许多运营商已经为机顶盒或者宽带网关提供了15.4连接功能。

         

        1中列是在家里用于Wi-Fi覆盖的设备,主要厂商如LinksysTP-LinkGoogle和三星(Samsung)等都在其为美国市场提供的产品中,在网状网Wi-Fi功能之外加上了15.4连接能力。又如高通于20175月底在Computex展会上宣布做了一个参考设计,把Wi-FiBluetooth再加15.4(本来就是Mesh)这三种协议结合在一起,做成了一个接入设备参考平台,提供给硬件设备生产商来采用。

         

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        最右侧是音视频控制设备,如Nest的控制器、温控器或者摄像头都在走向无线,都具有15.4无线连接而成为家里的15.4路由汇集中心。

         

        可见,现在各厂商都在做更高的集成,因而可以取代多种设备,家里就没有这么多盒子了。虽然还不一定发现15.4连接,但是这些产品除了提供Wi-Fi以外,现在还提供zigbee连接。

         

        在中国也一样,无论是电视运营商,还是腾讯、阿里巴巴等网络商,都很想把触角深入到家庭,而不只是在电视、电脑和手机平台上,他们也很关注把zigbee带入到家庭里面去。大家都在找新的应用领域。

         

        这样的好处是,这些厂商在进入智能家居市场时,因为其设备已经具备了15.4功能,所以就没有额外的成本和更大的复杂性。当然,最终以什么方式进入不同的垂直生态,这取决于不同的运营商,例如Comcast是美国的大型运营商之一,其机顶盒产品主要是为自己的运营服务。其他的很多厂商则喜欢开放的系统,可以连接到任何设备。所以还要看其最终的商业计划和最终的功能配置。

         

        联网照明新品竞相登场

        联网照明市场潜力巨大。因此,诸如AmazonEcho等许多新产品都涉及到了联网照明。从过去12个月获得zigbee认证的新设备数量来看,第一大类就是zigbee联网照明,第二大类是zigbee家庭自动化,两者加起来占总认证数量的75%。联网照明因为发展迅猛,而成为了关注的焦点。

         

        如果深入其中,就会发现照明领域有许多公司(如表2)。从全球联网照明产品发展趋势来看,主要包括照明产品和控制器两部分。表2是联网照明市场上主要公司的信息,有些做商用照明,有些做家用照明(住宅照明),或者像PhilipsOsram等是两者都有。表2最下面的两家公司是做控制器的。

         

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        2说明了这些领先联网照明厂商在zigbee/Thread联盟中扮演的角色,会员(M)在联盟中是一般身份,而董事会成员(B)则可以指导联盟的发展方向。在联盟中,大家都关注zigbeeThreadZwave的发展方向,后者是美国的一种Sub-GHz协议,即低于1GHz的私有协议(注:关注Zwave主要不是因为照明,而是用于家庭安防)

         

        许多照明行业的公司多年来一直涉足zigbeeThread技术,比如Philips在联盟中非常活跃,它作为zigbee联盟的董事会成员帮助定义了zigbee的规范;Osram也一直支持zigbee,但是它作为Thread联盟的董事会成员而积极致力于基于IP的连接。来自中国厦门的力达信集团(Leedarson)也是zigbee联盟的董事会成员,该公司每年生产和销售了大量照明产品。

         

        目前大家主要的关注点还是zigbee,而Thread相关的发布目前还较少,尽管有许多公司致力于Thread,但是Thread产品还没有实际发货,而zigbee已有非常大的发货量。

         

        因此,zigbeeThread作为Mesh网络,可以在家里利用路由器来连接各种设备。但照明产品是家庭内部连接的重点,因为一个家庭的各个房间里都有多个照明设备,要连接这些灯泡和设备,就需要有好的Mesh网络。

         

        互通性非常重要

        互通性在联网照明中非常重要,因为所有房间只购买一种灯泡的机会很小。所以对于联网照明,各家供应商之间一定要达成协议而建立互操作性。

         

        在过去18个月中,zigbee联盟在中国的发展也很迅速,包括力达信集团在内的四家公司加入zigbee联盟的董事会,另外三家分别是华为、南京物联(WuLian)和白电制造商——美的。此外阿里巴巴也在近期成为了zigbee联盟的会员,这代表了zigbee在中国很受欢迎。

         

        在中国有zigbee China Group(zigbee联盟中国成员组),由Philips担任主席。前段时间,在全球最大的照明展之一——广州光亚照明展上,zigbee联盟中国成员组组织了包括Silicon Labs公司在内的很多联盟会员去参展,大力推动了联网照明的发展。

         

        多协议共存

        现在越来越多的设备中有Wi-Fizigbee,或者Wi-Fi和各种语音及视频控制处于同一设备中。所以许多设计中都同时使用了两种协议,Wi-Fizigbee的共存是一个非常重要的话题。

         

        Silicon Labs公司就Wi-Fizigbee的共存做了长时间的研究和大量测试,将它们放在一个盒子/模块中时,主要有三个问题:第一,这两种协议进入同一个设备后,在有限的空间中相互紧挨着时,射频(radio)部分相互冲突;第二,Wi-Fi的发射功率高达20多甚至30dBm,其嗓门很大可能会淹没了zigbee;第三,Wi-Fi总是以很高的速度、非常积极地去传输数据,有可能把所有时段都占了,而且Wi-Fi用了很多备用频段。当我们在自己的实验室里做测试时,Wi-Fi总是抢占了绝大多数资源。

         

        在实验室里,Silicon Labs公司与Philips一起来研究带有zigbeeWi-Fi的接入中心(hub)Wi-Fi总是抢夺了hub中的zigbee的通信资源,Wi-Fi甚至占有了99%的通信资源,留给zigbee的资源只有1%。这样就有可能造成包的延迟,例如用户在Wi-Fi推送视频时想开灯,因为没有通信资源不能马上响应,从而影响到了用户体验。

         

        解决方案是通过一个仲裁机制让它们之间进行合作,以防出现过多的数据包失效;因此它们之间在共存于一台设备之上时,实现了我在传输数据时告诉你、你也在传输数据时告诉我,然后再通过共享这些数据的机制,从而减少传输失败和重传,或是对彼此的干扰。所以Silicon LabsWi-Fi15.4之间通过3条或者4条板上的连线,在设计中让它们彼此协作(1)

         

        这种工作方式类似于手机里的connectivity(连接)芯片中,Wi-FiBluetooth整合在一起的时候。Wi-Fi最重要的是保证QoS(服务质量)。这种协调机制是以软件的方式来实现的。IEEE也有一个802.15.2标准,但它只是一个指导性的标准。所以,Silicon Labs现在把自己的软件提供给联发科技(MTK)和博通等做Wi-Fi热点接入的芯片公司,避免干扰他们的芯片,同时也让双方都能更好的工作。可见只有协调起来,才能使Wi-Fizigbee能够共存。

         

        多协议芯片的优势

        多协议芯片的成本比3个单独的芯片加起来要便宜很多,因为在多协议芯片中不同的协议可以共用同一个FlashMemory。因此,Silicon Labs的很多客户都是快速转向多协议芯片,因为一方面的优势是可以提升用户体验,另一方面的优势是开发便利性,因为用户可以在一个芯片上开发一次,就可以针对不同的应用去做最终的产品。

         

        多协议芯片还有很多新的应用,例如同一个片上的Flash可以用来在不同时候运行不同的协议。诸如在配置一个芯片时,芯片一开始就有蓝牙的协议栈,你用自己的手机用蓝牙下载软件去配置Thread等功能,配置完之后就可以以Thread协议栈重启,所以通过使用同一个存储器而不会产生额外的成本,可以从蓝牙开始而实现了Thread的开发;如果我们要重新开发,那么只需要重新加载蓝牙协议栈;这样我们既可以实现用zigbee去控制灯泡,也可以实现信标(beacon)的功能。

         

        据悉,Silicon Labs的多协议芯片有两种共享的方式,一是可切换的方式,可以根据需求去进行重启和载入;另一种是动态性转换,可以通过软件在工作时即时进行两种协议的转换。

         

        当前,多协议芯片非常受欢迎,因为就用户体验而言,开发的复杂程度会大大降低。

         

        软件在IoT芯片中的重要性

        市面上有很多无线芯片与MCU(微控制器)公司,但是Silicon Labs似乎对软件更重视,原因是什么?

         

        Skip Ashton称,设计这种多协议产品还是很有挑战性的,包括怎么在实际使用时用软件去切换射频,怎么用软件去调用不同的协议栈,怎么去设定安全性指标等等。实际上,正是因为Silicon LabsIoT部门是从软件团队起家的(原来在Ember公司),所以能够很好地应对这个挑战。但是对于传统的半导体公司,这个过程中要解决的困难还是挺多的,需要在实际运行中切换协议栈,这对于许多大型半导体公司并不是一个容易解决的问题。

         

        传统半导体公司的商业模式是派五个现场应用工程师(FAE)到做接入热点设备的公司,去帮助他们解决问题,把参考方案变成现实的解决方案工作起来,就可以卖出5000万芯片的量。但是对于做物联网芯片的公司很难,因为必须卖给上百家应用公司,每家可能只能卖出100万芯片。而且从软件的角度来看,每一家的问题都各不相同。FAE可以在现场解决各种问题,但是不能把工程师派到每家客户那里。因此物联网时代,更多是要靠软件来自我优化,而不是靠更多的工程师去现场提供支持。

         

        欲了解如何达成多样IoT无线标准共通的设计,请访问Silicon LabsWireless Gecko无线SoC系列产品网页:

        https://cn.silabs.com/products/wireless/wireless-gecko-iot-connectivity-portfolio

         

        原文链接:http://www.eepw.com.cn/article/201707/362266.htm

         

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      • 9月21IC电源研讨会:Silicon Labs/益登掀动数字隔离浪潮

        Siliconlabs | 08/236/2017 | 07:25 AM

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        Silicon Labs(芯科科技)与益登科技将携手参加21IC中国电子网和《今日电子》杂志共同举办的第十六届电源技术研讨会,并将分别在深圳、上海、苏州、北京四个场次进行主题演讲,题目为:“Silicon Labs整合速度和设计灵活性的隔离系列产品,向行业人士介绍基于领先的CMOS工艺的数字隔离器、栅极隔离驱动器、模拟隔离器件和隔离ADC的全系列产品阵容,以及汽车、工业和光伏系统的隔离应用与设计趋势。 欢迎至活动官网报名。

         

        Silicon Labs及益登与会场次

         

         

        场次

        活动日期

        演讲时段

        地点

        技术讲座

         

         

         

         

        深圳场

        902

        10:50-11:40

        深圳威尼斯酒店

        上海场

        907

        10:20-11:10

        上海中油阳光大酒店

        苏州场

        909

        13:30-14:20

        苏州尼盛万丽酒店

        北京场

        915

        14:20-15:10

        北京国宾酒店

         

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      • 创新多协议设计助IoT市场开花

        Siliconlabs | 08/236/2017 | 07:20 AM

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        Silicon Labs(亦称芯科科技)携手代理商合作伙伴世强参加日前由电子工程专辑、国际电子商情和电子技术设计联合主办的“2017Tech Shenzhen智能互联与嵌入式应用研讨会并由Silicon Labs亚太区区域营销高级经理陈雄基先生带来一场主题为:支持IoT应用所需的创新连接”的演讲。本次演讲中,陈雄基先生详细介绍了市场上新兴的尖端物联网(IoT)无线技术,有助您掌握物联生态,同时也说明Silicon Labs如何通过多协议无线解决方案协助设计人员克服各种IoT开发挑战。现在就观看完整的研讨会报导吧! 

         

        IoT创新连接方案

        最近几年,物联网成为业界热议的焦点,据一些研究报告显示,到2020年将会有500亿个物联网设备,麦肯锡发布报告称到2025年,全球物联网市场将会达到11兆美元。可以预见未来十年接入物理世界中的物联设备将会激增,必然会出现新的挑战,比如说怎样配置设备,怎样给所有这些设备供电,设备之间怎样通信,怎样实现人与设备之间的交流等等。

         

        在过去几年中,我们已经看到越来越多的连接标准。这些新标准随不同的IoT应用需求而定义,它们在几个关键参数(即范围,吞吐量,功耗和带宽可用性)之间处于不同的平衡。终端产品制造商选择一个最合适的连接方案变得越来越复杂,因此需要创新的连接方案。

         

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        Silicon Labs亚太区区域营销高级经理陈雄基先生

         

        陈雄基在研讨会上介绍了无线Gecko产品系列,此系列产品可支持多种协议,比如说ThreadZigBee、蓝牙、2.4GHz1GHz以下的私有协议等等。Gecko产品系列能够通过一站式选择为客户提供不可或缺的多协议IoT连接,并且具有灵活的价格/性能选择,一流的软件协议栈和统一的开发环境,从而极大的简化了无线设计。从BluetoothThreadZigBee再到专有协议栈,Gecko SoC提供业内最全面的协议组合,开发人员能够选择当前满足应用需求的无线协议,并且也可以凭借软硬件重用轻松的迁移到组合内的其他协议。

         

        他还特意提到,目前Silicon Labs的蓝牙芯片能够支持全新的蓝牙5标准,包括远距离、高速率和高广播容量。在高速率方面,我们不仅提高了速率,同时也降低了功耗,因为我们需要的启动时间变短了。但当速率提升时,频宽会打开,这样接收距离会变短。

         

        欲了解如何达成多样IoT无线标准共通的设计,请访问Silicon LabsWireless Gecko无线SoC系列产品网页:

        https://cn.silabs.com/products/wireless/wireless-gecko-iot-connectivity-portfolio

         

        原文链接:http://www.eet-china.com/news/article/201707131910 

         

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      • 为您的下一代嵌入式应用添加Wi-Fi

        Siliconlabs | 08/236/2017 | 07:17 AM

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        Wi-Fi无处不在,是将应用程序连接到互联网的好方法。我们知道无线是许多产品的必要选项,我们还知道集成Wi-Fi是十分困难的。新的WGM110 Wi-Fi扩展套件可以帮助您。欢迎了解Silicon LabsWi-Fi产品信息。

         

        以最快最简便的方式实现Wi-Fi功能

        WGM110 Wi-Fi Expansion Kit是一个附加板,可插EFM32PG1EFM32PG12  EFM32GG11,以通过所连接的WGM110 Module启用Wi-Fi连接。此外,该软件利用Micrium OS确保开发的简便性。

         

        预认证的WGM110 Wi-Fi模块已经集成了天线和无线堆栈,因此您可以跳过复杂的设计,直接为您的核心应用增加价值。Wi-Fi提供直接的IP连接,并允许比类似的连接技术更大的吞吐量,使下载,上传和数据共享更容易和更快。通过WGM110扩展套件快速添加Wi-Fi,您可以绕过昂贵的认证和复杂的开发流程,使产品快速上市。

         

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        通过WGM111增加灵活性和丰富功能

        利用WGM110 Wi-Fi扩展套件,可以大大简化您的应用程序中的无线组件部分。连接的EFM32 MCU可以专注于应用程序本身,而不必担心网络时序或网络协议的复杂性。WGM110 Wi-Fi模块提供了很多功能和性能的组合。该模块的功能包括集成的Web服务器,支持最多5个客户端的软访问点,以及通过WPA2企业/个人的安全性。WGM110的吞吐量为2 MBit/sEFM32 MCU包括用于低功耗操作,连接性的各种选项和功能。在新的EFM32 Giant Gecko Series 1中,选项包括QSPISDIO和以太网,以及用于图形显示,传感器操作和用户交互的功能。

         

        Micrium OS和云的助力

        为了使该套件的演示简单和容易扩展,它已经构建在Micrium OS之上。Micrium OS允许将应用程序分成多个进程,并可以通过诸如uC ProbeSystemview之类的工具,深入了解应用程序中正在发生的情况。

         

        该套件随附的演示包括一个通过图像与设备通信的Web客户端。在网络客户端中,您可以绘制图像,并将弹出该工具包的显示。这是利用简单的云服务,其中图像从编辑器上传,以及套件演示可以轮询和下载新图像。

         

        点击以下链接,查看Silicon Labs预认证且功能丰富的WGM110 Wi-Fi套件:https://www.silabs.com/products/development-tools/wireless/wi-fi/wgm110-wifi-expansion-kit

         

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      • IoT创客指南:为EFM32 MCU选择正确外设 – Part 2

        Siliconlabs | 08/233/2017 | 07:52 AM

        ​在上一节中,我们介绍了GPIO作为输入模式外设和ADC,用于模拟检测输入电压。在本节中,我们将把模拟比较器(ACMP)配置为离散逻辑器件,作为输入和输出。

         

        我们将使用ACMP将检测到的LED脉冲,从弱信号电平转换为可用于MCU的正常输入逻辑。欢迎观看完整文章。

         

        模拟比较器(ACMP) 3-1.png

        模拟比较器(ACMP)比较两个模拟输入值,并根据正输入是否高于负输入,输出高或低信号。输入可以是MCU上的一对引脚,也可以是内部软件控制的参考值。

         

        ACMP结果可以由软件读取或者发送到物理引脚。通过将数字输出路由到物理引脚,ACMP可用作可由外部电路(包括外部反馈)利用的分立电路元件,而不需要超出初始配置的固件。

         

        您可以将ACMP视为较慢和较低分辨率的ADC。由于ACMP具有可由软件配置到VCC1.25V2.5V内部参考)的64个分区的内部参考电压,因此可以扫描这些可编程参考电平以与每个参考值的输入进行比较,从而确定输入引脚的模拟值。

         

        ACMP在其输入多路复用器中有八个可用引脚,可用于正或负输入,每个引脚必须一次使用一个。

         

        为了演示ACMP的操作,我们将使用ACMP作为离散电平转换器。ACMP可以从低压设备转移信号的电压,以便将其与较高电压的设备进行接口连接。我们将使用入门套件上的光传感器来检测来自闪烁LED的微弱脉冲,并将这些脉冲转换为全摆幅3.3V信号。

        3-2.png

        为了产生光脉冲,我们将在PD1上配置一个简单的GPIO,以基于TIMER0 CNT寄存器的速率闪烁,然后将LED连接到具有300欧姆电阻器的PD1引脚。在上一节中,设置LED闪烁速率的必要代码几乎与触发ADC的代码完全相同,只是我们简单地将TIMER0配置为每秒触发10次,而不是每秒钟1次。然后,在中断处理程序中,我们清除中断并切换PD1引脚。

         

             CMU_ClockEnable(cmuClock_TIMER0, true);

             CMU_ClockEnable(cmuClock_GPIO, true);

         

             // Create a timerInit object, based on the API default

             TIMER_Init_TypeDeftimerInit = TIMER_INIT_DEFAULT;

              timerInit.prescale = timerPrescale1024;

         

             TIMER_IntEnable(TIMER0, TIMER_IF_OF);

         

             // Enable TIMER0 interrupt vector in NVIC

             NVIC_EnableIRQ(TIMER0_IRQn);

         

             // Set TIMER Top value

             TIMER_TopSet(TIMER0, ONE_SECOND_TIMER_COUNT / 10);

         

             TIMER_Init(TIMER0, &timerInit);

         

             // Wait for the timer to get going

             while (TIMER0->CNT == 0)

                   ;

             // Excite the light sensor on PD6

             GPIO_PinModeSet(gpioPortD, 6, gpioModePushPull, 1);

         

             // Set up a GPIO output pin to push pull to the blink LED

             GPIO_PinModeSet(gpioPortD, 1, gpioModePushPull, 0);

         

        void TIMER0_IRQHandler(void)

        {

             TIMER_IntClear(TIMER0, TIMER_IF_OF);

             GPIO_PinOutToggle(gpioPortD, 1);

        }

         

        示波器可以看到由该闪烁的LED检测到的光传感器的电压电平。

        3-3.png

        由光传感器产生的电压摆幅(当LED距离光传感器约两英寸时)处于500mV至1V之间。如果我们尝试用输入模式下的普通GPIO引脚来解读来自光传感器的脉冲,则电压将永远不会超过指示数字低/高转换所需的阈值。因此,我们将使用ACMP将光传感器输出转换到PE2引脚上的全摆幅3.3V脉冲。

        3-4.png

        以下代码将ACMP配置为离散模拟比较器,并在PE2引脚上输出结果。

         

             CMU_ClockEnable(cmuClock_GPIO, true);

             CMU_ClockEnable(cmuClock_ACMP0, true);

         

             ACMP_Init_TypeDef acmp_init = ACMP_INIT_DEFAULT;

             acmp_init.fullBias = true;

             acmp_init.vddLevel = 10;

         

             /* Init and set ACMP0 channel on PC6 */

             ACMP_Init(ACMP0, &acmp_init);

             ACMP_ChannelSet(ACMP0, acmpChannelVDD, acmpChannel6);

         

             /* Set up GPIO as output on location 1, which is PE2, without inverting */

             ACMP_GPIOSetup(ACMP0, 1, truefalse);

             GPIO_PinModeSet(gpioPortE, 2, gpioModePushPull, 0);

         

             /* Wait for warmup */

             while (!(ACMP0->STATUS & ACMP_STATUS_ACMPACT));

         

        采样光传感器波形所需的ACMP负输入参考电压约为600mV(至少这就是我测量上述范围时所需的室内环境照明条件)。这可以通过使用公式11/64 * 3.3V = 567mV设置VDD参考类型和使用1164分段来实现。重要的是要记住,这是一个环境光传感器,并且这个波形的基线会随着室内环境光的变化而移动。因此,VDD11个分区的值可能会根据环境照明条件而改变。例如,对于VDD参考比例因子,明亮的房间可能需要24的值。最好停止LED闪烁,取样房间环境电压,然后将VDD参考设置设置在室内环境电压值之上。

        3-5.png

        在示波器波形中,光传感器1的原始波形显示在通道1上,ACMP的输出显示在通道2上。ACMP输出波形保持稳定的3.3Vrail-to-rail电压,即使是 LED和光传感器随时间变化,如右边的波形所示。

         

        请注意,一旦将模拟比较器设置为分立元件,它将在中断,调试停止以及能量模式EM0EM3中继续运行。

         

        也可以在ACMP0通道6,在软件中对比较器的输出进行采样。因此,可以通过从所有可能的64个步骤扫描负输入,来查找哪个步骤触发输出,从而将其用作静态信号的ADC 操作。

         

        有关ACMP的更多详细信息,请看应用笔记AN0020Analog Comparatorhttps://www.silabs.com/documents/public/application-notes/AN0020.pdf

         

        电压比较器(VCMP)

        电压比较器(VCMP)是直接连接到EFM32 MCU VDD引脚的ACMP简化实例。这样您的固件可以在不使用GPIO引脚或ACMP通道的情况下检测电源电压值。有关VCMP外设的更多详细信息,请看应用笔记AN0018Supply Voltage Monitoringhttps://www.silabs.com/documents/public/application-notes/AN0018.pdf

         

        在下一节中,我们将使用TIMERPCNT外设对输入事件进行计数,例如由正交解码器或LED脉冲产生的脉冲。

         

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      • IoT创客指南:为EFM32 MCU选择正确外设 – Part 2

        Siliconlabs | 08/233/2017 | 07:52 AM

        ​在上一节中,我们介绍了GPIO作为输入模式外设和ADC,用于模拟检测输入电压。在本节中,我们将把模拟比较器(ACMP)配置为离散逻辑器件,作为输入和输出。

         

        我们将使用ACMP将检测到的LED脉冲,从弱信号电平转换为可用于MCU的正常输入逻辑。欢迎观看完整文章。

         

        模拟比较器(ACMP) 3-1.png

        模拟比较器(ACMP)比较两个模拟输入值,并根据正输入是否高于负输入,输出高或低信号。输入可以是MCU上的一对引脚,也可以是内部软件控制的参考值。

         

        ACMP结果可以由软件读取或者发送到物理引脚。通过将数字输出路由到物理引脚,ACMP可用作可由外部电路(包括外部反馈)利用的分立电路元件,而不需要超出初始配置的固件。

         

        您可以将ACMP视为较慢和较低分辨率的ADC。由于ACMP具有可由软件配置到VCC1.25V2.5V内部参考)的64个分区的内部参考电压,因此可以扫描这些可编程参考电平以与每个参考值的输入进行比较,从而确定输入引脚的模拟值。

         

        ACMP在其输入多路复用器中有八个可用引脚,可用于正或负输入,每个引脚必须一次使用一个。

         

        为了演示ACMP的操作,我们将使用ACMP作为离散电平转换器。ACMP可以从低压设备转移信号的电压,以便将其与较高电压的设备进行接口连接。我们将使用入门套件上的光传感器来检测来自闪烁LED的微弱脉冲,并将这些脉冲转换为全摆幅3.3V信号。

        3-2.png

        为了产生光脉冲,我们将在PD1上配置一个简单的GPIO,以基于TIMER0 CNT寄存器的速率闪烁,然后将LED连接到具有300欧姆电阻器的PD1引脚。在上一节中,设置LED闪烁速率的必要代码几乎与触发ADC的代码完全相同,只是我们简单地将TIMER0配置为每秒触发10次,而不是每秒钟1次。然后,在中断处理程序中,我们清除中断并切换PD1引脚。

         

             CMU_ClockEnable(cmuClock_TIMER0, true);

             CMU_ClockEnable(cmuClock_GPIO, true);

         

             // Create a timerInit object, based on the API default

             TIMER_Init_TypeDeftimerInit = TIMER_INIT_DEFAULT;

              timerInit.prescale = timerPrescale1024;

         

             TIMER_IntEnable(TIMER0, TIMER_IF_OF);

         

             // Enable TIMER0 interrupt vector in NVIC

             NVIC_EnableIRQ(TIMER0_IRQn);

         

             // Set TIMER Top value

             TIMER_TopSet(TIMER0, ONE_SECOND_TIMER_COUNT / 10);

         

             TIMER_Init(TIMER0, &timerInit);

         

             // Wait for the timer to get going

             while (TIMER0->CNT == 0)

                   ;

             // Excite the light sensor on PD6

             GPIO_PinModeSet(gpioPortD, 6, gpioModePushPull, 1);

         

             // Set up a GPIO output pin to push pull to the blink LED

             GPIO_PinModeSet(gpioPortD, 1, gpioModePushPull, 0);

         

        void TIMER0_IRQHandler(void)

        {

             TIMER_IntClear(TIMER0, TIMER_IF_OF);

             GPIO_PinOutToggle(gpioPortD, 1);

        }

         

        示波器可以看到由该闪烁的LED检测到的光传感器的电压电平。

        3-3.png

        由光传感器产生的电压摆幅(当LED距离光传感器约两英寸时)处于500mV至1V之间。如果我们尝试用输入模式下的普通GPIO引脚来解读来自光传感器的脉冲,则电压将永远不会超过指示数字低/高转换所需的阈值。因此,我们将使用ACMP将光传感器输出转换到PE2引脚上的全摆幅3.3V脉冲。

        3-4.png

        以下代码将ACMP配置为离散模拟比较器,并在PE2引脚上输出结果。

         

             CMU_ClockEnable(cmuClock_GPIO, true);

             CMU_ClockEnable(cmuClock_ACMP0, true);

         

             ACMP_Init_TypeDef acmp_init = ACMP_INIT_DEFAULT;

             acmp_init.fullBias = true;

             acmp_init.vddLevel = 10;

         

             /* Init and set ACMP0 channel on PC6 */

             ACMP_Init(ACMP0, &acmp_init);

             ACMP_ChannelSet(ACMP0, acmpChannelVDD, acmpChannel6);

         

             /* Set up GPIO as output on location 1, which is PE2, without inverting */

             ACMP_GPIOSetup(ACMP0, 1, truefalse);

             GPIO_PinModeSet(gpioPortE, 2, gpioModePushPull, 0);

         

             /* Wait for warmup */

             while (!(ACMP0->STATUS & ACMP_STATUS_ACMPACT));

         

        采样光传感器波形所需的ACMP负输入参考电压约为600mV(至少这就是我测量上述范围时所需的室内环境照明条件)。这可以通过使用公式11/64 * 3.3V = 567mV设置VDD参考类型和使用1164分段来实现。重要的是要记住,这是一个环境光传感器,并且这个波形的基线会随着室内环境光的变化而移动。因此,VDD11个分区的值可能会根据环境照明条件而改变。例如,对于VDD参考比例因子,明亮的房间可能需要24的值。最好停止LED闪烁,取样房间环境电压,然后将VDD参考设置设置在室内环境电压值之上。

        3-5.png

        在示波器波形中,光传感器1的原始波形显示在通道1上,ACMP的输出显示在通道2上。ACMP输出波形保持稳定的3.3Vrail-to-rail电压,即使是 LED和光传感器随时间变化,如右边的波形所示。

         

        请注意,一旦将模拟比较器设置为分立元件,它将在中断,调试停止以及能量模式EM0EM3中继续运行。

         

        也可以在ACMP0通道6,在软件中对比较器的输出进行采样。因此,可以通过从所有可能的64个步骤扫描负输入,来查找哪个步骤触发输出,从而将其用作静态信号的ADC 操作。

         

        有关ACMP的更多详细信息,请看应用笔记AN0020Analog Comparatorhttps://www.silabs.com/documents/public/application-notes/AN0020.pdf

         

        电压比较器(VCMP)

        电压比较器(VCMP)是直接连接到EFM32 MCU VDD引脚的ACMP简化实例。这样您的固件可以在不使用GPIO引脚或ACMP通道的情况下检测电源电压值。有关VCMP外设的更多详细信息,请看应用笔记AN0018Supply Voltage Monitoringhttps://www.silabs.com/documents/public/application-notes/AN0018.pdf

         

        在下一节中,我们将使用TIMERPCNT外设对输入事件进行计数,例如由正交解码器或LED脉冲产生的脉冲。

         

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