Беспроводные микроконтроллеры Silicon Labs BG22E, MG22E, FG22E предназначены для сбора энергии и безбатарейных устройств Интернета вещей.

Silicon Labs xG22E — это семейство беспроводных SoC, состоящее из BG22E, MG22E и FG22E и предназначенное для работы в диапазоне сверхнизкого энергопотребления, необходимого для безбатарейных приложений по сбору энергии, таких как электронные ценники на полках, датчики «умного дома», пульты дистанционного управления и так далее.

Как и на днях анонсированные Silicon Labs MG26, BG26 и PG26, новое семейство xG22E оснащено ядром Cortex-M33 с тактовой частотой до 76,8 МГц. Являясь развитием BG22 с низким энергопотреблением, BG22E предлагает возможность подключения Bluetooth 5.4 LE с функцией «Энергосбережение» для дальнейшего увеличения срока службы батареи и даже поддержки конструкций, которые устраняют необходимость в батареях. MG22E аналогичен, но имеет встроенный радио-модуль 802.15.4 для подключения Zigbee, а FG22E обеспечивает собственную частоту 2,4 ГГц, плюс Cortex-M33 работает с тактовой частотой до 38,4 МГц.

Блок-схема BG22E и MG22E. FG22E аналогичен, но поддерживает только фирменную частоту 2,4 ГГц.

Технические характеристики Silicon Labs BG22E, MG22E, FG22E:

MCU — Arm Cortex-M33 @ 76,8 МГц с DSP и FPU ( 38,4 МГц для FG22E )
Память – до 32 КБ оперативной памяти для данных
Хранилище — до 512 КБ флэш-памяти программ.
Беспроводная связь
- Работа по радио 2,4 ГГц
- Поддержка протоколов
  - BG22E
    - Bluetooth 5.4 с низким энергопотреблением
    - Пеленгация с использованием Angle-of-Arrival (AoA) и Angle-of-Departure (AoD)
    - Bluetooth-сетка
    - Собственный диапазон 2,4 ГГц
  - MG22E
    - Bluetooth 5.2 с низким энергопотреблением
    - Пеленгация с использованием
    - Angle-of-Arrival (AoA) и Angle-of-Departure (AoD)
    - Узел Bluetooth Mesh с низким энергопотреблением (только детали объемом 512 КБ)
    - Zigbee PRO/Green Power
    - Собственный диапазон 2,4 ГГц
    - FG22E — собственная технология 2,4 ГГц
    - Радио
      - Чувствительность
        
        -106,7 дБм при 125 кбит/с GFSK
        
        Чувствительность -102,3 дБм при 250 кбит/с GFSK ( только MG22E )
        
        Чувствительность -102,3 дБм при скорости O-QPSK DSSS 250 кбит/с ( только FG22E )
        
        -98,9 дБм при 1 Мбит/с GFSK
        
        -96,2 дБм при 2 Мбит/с GFSK
      - Мощность передачи до 6 дБм
      - Ток – 2,5 мА Rx; 3,4 мА Tx при 0 дБм; 7,5 мА Tx @ 6 дБм
Периферийные устройства
- 12-битный АЦП SAR, 1 Msps
- До 26х контактов GPIO с сохранением состояния вывода и асинхронными прерываниями
- 8-канальный контроллер DMA
- 12-канальная периферическая рефлекторная система (PRS)
- 4х 16-битных таймера/счетчика с 3х каналами сравнения/захвата/PWM
- 1х 32-битный таймер/счетчик с 3х каналами сравнения/захвата/PWM
- 32-битный счетчик реального времени
- 24-битный таймер низкого энергопотребления для генерации сигналов
- 1x сторожевой таймер
- 2x USART (UART/SPI/SmartCard (ISO 7816)/IrDA/I2S)
- 1x расширенный UART (EUART)
- 2x интерфейса I2C с поддержкой SMBus
- Цифровой микрофонный интерфейс (PDM)
- Прецизионный низкочастотный RC-генератор, обеспечивающий работу на монокристалле
- RFSENSE с режимом выборочного OOK
- Датчик температуры матрицы с точностью +/- 2 градуса Цельсия
Безопасность
- ~~Безопасная загрузка с корнем доверия и безопасным загрузчиком (RTSL)~~(Часть семейства xG22, но не xG22E)
- Аппаратное криптографическое ускорение для AES128/256, SHA-1, SHA-2 (до 256 бит), ECC (до 256 бит), ECDSA и ECDH.
- Генератор истинных случайных чисел (TRNG), соответствующий требованиям NIST SP800-90 и AIS-31.
- ARM TrustZone
- ~~Безопасная отладка с блокировкой/разблокировкой~~(Часть семейства xG22, но не xG22E)
Напряжение питания — от 1,71 В до 3,8 В, одиночный источник питания
Потребляемая мощность
- Ток приема 3,6 мА (GFSK 1 Мбит/с)
- Ток приема 3,9 мА (250 кбит/с O-QPSK DSSS) – MG22E и FF22E
- Ток передачи 4,1 мА при 0 дБм
- Ток передачи 8,2 мА при 6 дБм
- 27 мкА/МГц в активном режиме (EM0) на частоте 76,8 МГц
- 26 мкА/МГц в активном режиме (EM0) на частоте 38,4 МГц
- 1,40 мкА Ток EM2 DeepSleep (32 КБ ОЗУ и часы реального времени, работающие от LFXO)
- Ток EM2 DeepSleep 1,75 мкА (32 КБ ОЗУ и часы реального времени от Precision LFRCO)
- 1,05 мкА Ток EM3 DeepSleep (8 КБ ОЗУ и часы реального времени, работающие от ULFRCO)
- Ток 0,17 мкА EM4
Диапазон температур – от -40 °C до 125 °C.
Корпус
- QFN40 – 5 х 5 х 0,85 мм
- QFN32 – 4 х 4 х 0,85 мм
- TQFN32 – 4 х 4 х 0,30 мм

Комплект SiLabs xG22E Explorer

BG22E, MG22E и FG22E выглядят идентично BG22, MG22 и FG22, за исключением удаленных функций безопасности и функции «Ambient Power», которая не была четко задокументирована на момент написания обзора. К особенностям новых деталей «E» относятся:

Сверхбыстрый холодный запуск с низким энергопотреблением для приложений, которые начинаются с состояния с нулевым энергопотреблением для передачи пакетов, а затем быстро возвращаются в спящий режим. Устройство xG22E просыпается всего за восемь миллисекунд и использует всего 150 микроджоулей, или примерно 0,003% энергии, необходимой для питания эквивалентной светодиодной лампы мощностью 60 Вт в течение одной секунды.
Энергосберегающая функция глубокого сна и быстрого пробуждения снижает энергию пробуждения на 78 % по сравнению с другими (неназванными) устройствами Silicon Labs.
Энергоэффективный переход в энергетический режим для перехода в энергетические режимы и из них путем смягчения скачков или бросков тока, которые могут нанести вред емкости накопителя энергии.
Несколько вариантов пробуждения для глубокого сна, такие как источники пробуждения RFSense, GPIO и RTC из самого глубокого режима сна EM4, идеально подходят для расширенного хранилища.

Беспроводные микроконтроллеры Silicon Labs xG22E работают с интегральными схемами управления питанием (PMIC) e-peas, предназначенными для сбора энергии, которые мы ранее видели в плате Conexio Stratus (сбор солнечной энергии) и комплекте разработчика для сбора активной энергии WattUp 1W.

Компании совместно разработали две платы расширения для сбора энергии для энергоэффективного комплекта xG22E Explorer Kit от Silicon Labs. Одна из плат расширения основана на двух сборщиках энергии постоянного тока AEM13920, которые позволяют одновременно получать энергию из двух разных источников энергии, таких как таких как освещение в помещении или на улице, температурные перепады и электромагнитные волны. Вторая плата расширения основана на AEM00300 компании e-peas и предназначена для сбора энергии из случайных импульсных источников энергии. Обе платы расширения предназначены для установки в комплект Explorer, изображенном выше.

В пресс-релизе не упоминается, когда семейство xG22 станет доступным, но мы можем получить эту информацию в соответствующем сообщении в блоге Silicon Labs, ожидающем, что xG22E станет общедоступным в июне. Более подробную информацию можно найти на страницах продукта, а 9 мая компания проведет технический разговор по распаковке, на котором будет продемонстрирован новый комплект xG22E Explorer Kit.

Выражаем свою благодарность источнику с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.