专利的Crossbar架构确保最大灵活性
Crossbar是Silicon Labs的专利技术。如下图1所示,Precision32系列包括两个Crossbar,可以连接任意I/O功能到不同引脚。这样做的益处是显而易见的,它能够优化布局,没有引脚冲突,可定制外设功能集(有益于选择低引脚数量MCU)。
图2. Precision32 I/O crossbar——Silicon Labs MCU包括两个内部crossbar,能够使任意I/O功能连接到不同引脚。
设计人员可以配置芯片引脚以简化电路板设计,例如配置输出引脚靠近他们所要连接的芯片。在某些情况下,这种方法甚至可以允许使用更少布线层PCB,从而节省成本。此外,引脚再配置还可轻松应对最终电路板变动难题。
当选择哪些功能连接到引脚,哪些悬空时,这种方法能提供更大的灵活性。特别是在使用带有少量I/O引脚的小型封装时,灵活性显得尤为重要。其他大多数MCU也提供一些配置,但是可能在每个引脚上仅支持一种或两种功能,限制了选项数量,导致潜在的引脚冲突。
使用者不用担心如此多的配置可能带来的混乱,应用程序构建器(AppBuilder)工具提供图形界面,允许设计人员使用拖拽功能配置引脚。一旦配置完成,工具能够产生加载配置到MCU的引导代码。该工具可以与商业IDE协同工作,包括Keil和IAR以及流行的Eclipse,Silicon Labs已经加以调整Eclipse以支持Precision32产品。
多种创新技术实现超低功耗32位MCU
Precision32系列产品采用能和8位MCU媲美的低功耗Cortex-M3内核MCU,而性能又强大的多,被业界普遍认为是用于替换8位MCU市场的首选32位MCU。
尤其是主打超低功耗电池供电应用的SiM3L1xx通过许多关键性创新降低了工作模式功耗。例如动态电压调节可以根据应用情况变化来调整内部器件的电压。与其他32位MCU相比,其集成的高效率DC-DC转换器可以实现系统功耗降低40%,电池寿命提高60%!其休眠模式下的表现更加令人赞叹,功耗比同类竞争对手低5-10倍(最低休眠电流可低至50nA),工作模式下功耗比同类竞争对手低33%。
而且自治型外设无需CPU介入就可操作,数据传输管理器(DTM)执行复杂的数据传输时也无需CPU介入;增强型直接存储器存取(DMA)可以降低90%协议相关功耗,RAM和寄存器保持状态能够在4μs内快速唤醒。该系列MCU产品还具有专利技术LCD控制器,其电荷再分配架构能够在不影响性能的情况下降低约40%显示器功耗。
此外,片上振荡器使CPU可以运行在任意需要的频率;而如果采用8MHz外部晶体,MCU运行频率必须是8MHz的倍数。出于同样的原因,Silicon Labs允许CPU和USB频率独立设置,而不是固定比例。这种灵活性使系统设计人员能够任意微调CPU频率,提供所需的性能,同时保持最低速度和功耗。
图3.SiM3L1xx亮眼的超低功耗表现。
Silicon Labs同时还专注于降低系统功耗,因为许多MCU应用是由电池或通过USB规范的受限等级供电。对于开发人员而言,集成多种优势模拟器件,例如振荡器和USB终端,可以缩短信号路径长度和集成外围元器件,从而降低整个系统功耗。