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10 Gründe, warum der 32-Bit-EFM32 der weltweit energiesparendste Mikrocontroller ist

Die 32-Bit-MCUs der EFM32-Reihe sind anderen Strom sparenden Mikrocontrollern überlegen. Dafür gibt es 10 Gründe, die hier näher erläutert werden. Zusätzliche Informationen finden sich darüber hinaus im EFM32 White Paper.

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EFM32-MCUs wurden so entwickelt, dass sie den Stromverbrauch im Aktivmodus erheblich senken. Bei 32 MHz und 3 V verbraucht die MCU nur 160 µA/MHz bei der Code-Ausführung aus dem internen Flash-Speicher. - EFM32 microcontrollers have been designed to significantly reduce the active mode power consumption. At 32 MHz and 3V the MCU only consumes 160 μA/MHz while running real life code from the internal Flash memory.

Sehr geringer Stromverbrauch im Aktivmodus

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Die EFM32-Gecko-MCUs basieren auf ARMs 32-Bit-Cortex-M3-Prozessor-Core. Die Cortex-M3-Architektur wurde für Anwendungen mit geringer Stromaufnahme und schnellem Ansprechverhalten entwickelt und bietet eine wesentlich effizientere Datenverarbeitung als 8- und 16-Bit-CPUs. Die Tasks werden daher mit weniger Taktzyklen ausgeführt, was die Verweildauer im Aktivmodus erheblich reduziert. - EFM32 microcontrollers sport the 32-bit ARM Cortex-M3 central processing unit. The ARM Cortex-M3 architecture was developed for response and power sensitive applications and is much more processing efficient than 8- and 16-bit CPUs. Tasks are therefore executed with fewer clock cycles which drastically reduce the active period.

Kürzere Datenverarbeitungszeit

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EFM32-MCUs minimieren die ineffiziente Wake-up-Zeitdauer von den Deep-Sleep-Modi in den Aktivmodus. Diese Zeitperiode lässt sich nicht vernachlässigen, da Strom sparende Systeme ständig zwischen aktiven und Sleep-Modi hin- und herschalten. EFM32-MCUs verringern die Wake-up-Zeit aus dem Deep Sleep auf 2 µs und gewährleisten damit, dass so wenig Energie wie möglich vor der eigentlichen Task-Verarbeitung durch die CPU verbraucht wird. - EFM32 MCUs minimize the inefficient wake-up period from deep sleep modes to active mode. This period cannot be neglected because low power systems switches between active- and sleep modes throughout operation. EFM32 microcontrollers have reduced the wake-up time from deep sleep to 2 μs, and as little energy as possible is thereby used before the CPU can start performing its tasks.

Sehr schnelle
Wake-up-Zeit

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EFM32-MCUs kombinieren eine Ultra-Low-Power-Technologie mit einem ausgereiften Power Management und verringern so den Energieverbrauch im Standby-Modus, während gleichzeitig grundlegende Funktionen ausgeführt werden können. Der Deep-Sleep-Modus ermöglicht einen RAM- und CPU-Erhalt, bietet Power-on-Reset und Brown-out-Erkennung, einen Echtzeit-Zähler und verbraucht nur 900 nA Strom. Im Shutoff-Modus sinkt die Stromaufnahme auf nur 20 nA. - EFM32 microcontrollers implement ultra low power technology and clever power management for reducing energy spill in standby modes while still performing basic operations. The Deep Sleep mode includes RAM and CPU retention, Power-on Reset and Brown-out Detection safety features, and a Real Time Counter while only using 900 nA. In Shutoff mode the consumption is only 20 nA

Sehr niedriger
Standby-Stromverbrauch

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Neben dem niedrigsten Energieverbrauch im Aktiv- und Sleep-Modus, kann die EFM32-Peripherie im Stromsparmodus arbeiten, ohne dabei die CPU zu nutzen. Mithilfe autonomer Peripherie kann eine Anwendung den Energieverbrauch verringern, während weiterhin wichtige Aufgaben ausgeführt werden. - In addition to lowest active and sleep mode energy numbers, the EFM32 peripherals can operate in low energy modes without using the CPU. Using highly autonomous setup, an application can reduce power consumption while still performing advanced tasks.

Eigenständiger Peripheriebetrieb
 

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Das Peripherie-Reflexsystem der EFM32-MCUs ermöglicht die direkte Verbindung einer Peripherie an eine andere, ohne dabei die CPU mit einzubinden. Damit kann eine Peripherie-Einheit Signale erzeugen, die eine andere Einheit verarbeitet und darauf reagiert – während die CPU im Sleep-Modus verweilt. - The Peripheral Reflex System in the EFM32 microcontrollers makes it possible to directly connect one peripheral to another peripheral without involving the CPU. Via this system a peripheral can produce signals which other peripherals can consume and instantly react to while the CPU is sleeping.

Peripherie-
Reflexsystem

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EFM32-MCUs bieten fünf effiziente Energieverbrauchsmodi, die dem Entwickler Flexibilität bei der Optimierung seines Systems hinsichtlich höchster Leistungsfähigkeit und längster Batterielebensdauer bieten. - EFM32 microcontrollers have 5 efficient energy modes which give system designers the flexibility to optimize their application for highest performance combined with the longest battery life.

Durchdachte Energieverbrauchsmodi

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EFM32 microcontrollers are packed with peripherals designed for low energy operation which increase the battery life 4 times compared to other low power 8-, 16-, and 32-bit solutions

Äußerst
effiziente
Peripherie

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Zu den EFM32-MCU-Tools zählt der Advanced Energy Monitor (AEM), ein Überwachungssystem für den Energieverbrauch. Damit lässt sich der Stromverbrauch eines Prototypen-Systems in Echtzeit genau darstellen und ein ungewöhnlich hoher Verbrauch somit schnell identifizieren und beseitigen. Die Tools enthalten auch einen kompletten J-Link von Segger für das einfache Debugging und Programmieren. - The EFM32 Gecko tools include AEM, an advanced energy-monitoring system that makes it possible to accurately view a prototype's current consumption data in real time, enabling early identification and removal of adverse current drains. The tools also integrates full J-Link from Segger, for easy debugging and programming.

Fortschrittliche
Überwachung
des Energieverbrauchs

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Die energyAware Software Suite unterstützt die EFM3-Gecko-Entwicklungstools. Dazu zählen Codebeispiele, CMSIS-Bibliotheken und ein Profiler, der die AEM-Systemdaten liest, eine einfache grafische Darstellung bietet und eine Optimierung des Gesamtsystem-Energieverbrauchs und des Codes ermöglicht. - The energyAware™ software suit supports the EFM32 Gecko development tools. This includes code exmples, CMSIS libraries and a Profiler that reads the kits’ Advanced Energy Monitoring (AEM) system data and enables simple graphical visualization and optimization of application energy consumption and code.

energyAware
Software

In Strom sparenden Anwendungen ergibt sich der Gesamtenergieverbrauch als Summe der Leistungsaufnahme über der Zeit – und zwar in den Aktiv- und in den Sleep-Perioden (Energie = Leistung ∙ Zeit). Die EFM32 Gecko MCUs ermöglichen dabei die niedrigste Gesamtenergieaufnahme. Gängige Anwendungen können dann mit einer EFM32-Gecko-MCU und einer einzigen Knopfzelle bis zu 4x länger betrieben werden.

Energie = Leistung x Zeit

The total energy consumption in a system includes both the active and the sleep mode energy   The total energy consumption in a system includes both the active and the sleep mode energy


Die 10 wesentlichen Technologieaspekte für energieeffiziente Mikrocontroller


Die 32-Bit-EFM32-MCU von Energy Micro ist der weltweit energieeffizienteste Mikrocontroller und eignet sich vor allem für Strom sparende Anwendungen wie Strom-, Gas- und Wasserzähler, in der Gebäudeautomatisierung, Alarm- und Sicherheitstechnik sowie in tragbaren Anwendungen für die Medizintechnik bzw. den Fitnessbereich. Diese Anwendungen müssen so lange wie möglich (manchmal sogar Jahrzehnte) in Betrieb sein – ohne externe Stromversorgung oder Eingreifen seitens des Betreibers. Ein Batterieaustausch ist aufgrund eines erschwerten Zugangs oder aus Kostengründen meist nicht möglich. Benchmark-Messungen zusammen mit den zehn führenden, Strom sparenden MCUs am Markt ergaben, dass EFM32 Microcontrollerdie EFM32-Mikrocontroller nur ein Viertel der Energie benötigen, die von anderen 8-, 16- oder 32-Bit-MCUs verbraucht wird.

Damit kann sich die Lebensdauer einer 3-V-Knopfzelle um mindestens 300% auf 7 Jahre erhöhen. Der Mikrocontroller zeichnet sich durch eine sehr geringe Stromaufnahme im Aktivmodus aus, eine kurze Datenverarbeitungsdauer, eine sehr schnelle Wake-up-Zeit und durch einen sehr niedrigen Standby-Strom. Um diese Leistungsmerkmale zu erzielen, löst sich der EFM32 von konventionellen MCU-Designtechniken auf folgende Weise:

1. Sehr geringer Stromverbrauch im Aktivmodus

EFM32-MCUs wurden so entwickelt, dass sie den Stromverbrauch im Aktivmodus erheblich senken. Bei 32 MHz und 3 V verbraucht die MCU nur 160 µA/MHz bei der Code-Ausführung aus dem internen Flash-Speicher.

2. Kürzere Datenverarbeitungszeit

Die EFM32-Gecko-MCUs basieren auf ARMs 32-Bit-Cortex-M3-Prozessor-Core. Die Cortex-M3-Architektur wurde für Anwendungen mit geringer Stromaufnahme und schnellem Ansprechverhalten entwickelt und bietet eine wesentlich effizientere Datenverarbeitung als 8- und 16-Bit-CPUs. Die Tasks werden daher mit weniger Taktzyklen ausgeführt, was die Verweildauer im Aktivmodus erheblich reduziert.

3. Sehr schnelle Wake-up-Zeit

EFM32-MCUs minimieren die ineffiziente Wake-up-Zeitdauer von den Deep-Sleep-Modi in den Aktivmodus. Diese Zeitperiode lässt sich nicht vernachlässigen, da Strom sparende Systeme ständig zwischen aktiven und Sleep-Modi hin- und herschalten. EFM32-MCUs verringern die Wake-up-Zeit aus dem Deep Sleep auf 2 µs und gewährleisten damit, dass so wenig Energie wie möglich vor der eigentlichen Task-Verarbeitung durch die CPU verbraucht wird.

4. Sehr niedriger Standby-Stromverbrauch

EFM32-MCUs kombinieren eine Ultra-Low-Power-Technologie mit einem ausgereiften Power Management und verringern so den Energieverbrauch im Standby-Modus, während gleichzeitig grundlegende Funktionen ausgeführt werden können. Der Deep-Sleep-Modus ermöglicht einen RAM- und CPU-Erhalt, bietet Power-on-Reset und Brown-out-Erkennung, einen Echtzeit-Zähler und verbraucht nur 900 nA Strom. Im Shutoff-Modus sinkt die Stromaufnahme auf nur 20 nA.

5. Eigenständiger Peripheriebetrieb

Neben dem niedrigsten Energieverbrauch im Aktiv- und Sleep-Modus, kann die EFM32-Peripherie im Stromsparmodus arbeiten, ohne dabei die CPU zu nutzen. Mithilfe autonomer Peripherie kann eine Anwendung den Energieverbrauch verringern, während weiterhin wichtige Aufgaben ausgeführt werden.

6. PRS - Peripherie-Reflexsystem

Das Peripherie-Reflexsystem der EFM32-MCUs ermöglicht die direkte Verbindung einer Peripherie an eine andere, ohne dabei die CPU mit einzubinden. Damit kann eine Peripherie-Einheit Signale erzeugen, die eine andere Einheit verarbeitet und darauf reagiert – während die CPU im Sleep-Modus verweilt.

7. Durchdachte Energieverbrauchsmodi

EFM32-MCUs bieten fünf effiziente Energieverbrauchsmodi, die dem Entwickler Flexibilität bei der Optimierung seines Systems hinsichtlich höchster Leistungsfähigkeit und längster Batterielebensdauer bieten.

8. Äußerst effiziente Peripherie

EFM32-MCUs bieten Peripherie, die einen Betrieb mit niedriger Stromaufnahme unterstützt. Damit erhöht sich die Batterielebensdauer im Gegensatz zu anderen 8-, 16- und 32-Bit-Lösungen um das Vierfache. Die Peripherie umfasst unter anderem:

9. AEM - Fortschrittliche Überwachung des Energieverbrauchs

Zu den EFM32-MCU-Tools zählt der Advanced Energy Monitor (AEM), ein Überwachungssystem für den Energieverbrauch. Damit lässt sich der Stromverbrauch eines Prototypen-Systems in Echtzeit genau darstellen und ein ungewöhnlich hoher Verbrauch somit schnell identifizieren und beseitigen. Die Tools enthalten auch einen kompletten J-Link von Segger für das einfache Debugging und Programmieren.

10. energyAware Software

Die energyAware Software Suite unterstützt die EFM3-Gecko-Entwicklungstools. Dazu zählen Codebeispiele, CMSIS-Bibliotheken und ein Profiler, der die AEM-Systemdaten liest, eine einfache grafische Darstellung bietet und eine Optimierung des Gesamtsystem-Energieverbrauchs und des Codes ermöglicht.


Weitere Informationen über die EFM32-MCUs unter: Technologie - Produkte - Tools - Software - Downloads - Support - Vertrieb