Mikrokontrolery i IoT / Produkty

Wraz z rosnącą popularnością aplikacji IoT, kluczowe staje się uproszczenie wzajemnej współpracy urządzeń oraz zwiększenie bezpieczeństwa i niezawodności. Właśnie w tym celu został stworzony standard Matter, ułatwiający współpracę urządzeń pochodzących od różnych producentów. Protokół ten określa zestaw zasad, zapewniających bezpieczeństwo i prywatność systemów smart home. Firma Infineon opracowała układy Secure Element OPTIGA Trust M MTR, będące najnowszym dodatkiem do serii OPTIGA Trust M.

Aby sprostać rosnącym potrzebom personalizacji w aplikacjach embedded, firma Microchip wprowadza na rynek rodzinę mikrokontrolerów PIC16F13145 z wbudowanym, konfigurowalnym blokiem logicznym CLB (Configurable Logic Block). Jest to moduł typu CIP (Core Independent Peripheral), pracujący niezależnie od jednostki CPU, umożliwiający tworzenie sprzętowych, niestandardowych funkcji logiki kombinacyjnej. Dzięki integracji z MCU, pozwala projektantom optymalizować szybkość i czas reakcji systemów embedded, eliminując potrzebę dołączania zewnętrznych komponentów logicznych oraz redukując koszty podzespołów i pobór mocy. Proces projektowania jest dodatkowo ułatwiany przez graficzne narzędzie interfejsu, które pomaga syntetyzować niestandardowe projekty logiki za pomocą CLB.

W sektorze konsumenckim, motoryzacyjnym i przemysłowym powszechnie stosuje się silniki BLDC, pozwalające wydłużyć żywotność urządzeń oraz ograniczyć wibracje i poziom hałasu. Dotychczas, osiągnięcie tych zalet wymagało zaawansowanych algorytmów sterowania i kontroli kształtów przebiegów, co wykraczało poza możliwości tanich sterowników. Firma Microchip wprowadza obecnie na rynek rodzinę mikrokontrolerów AVR EB, pozwalających ograniczyć poziom hałasu i wibracji silników w aplikacjach, w których ważnym kryterium jest koszt podzespołów.

Firma Renesas opracowała nowy, 64-bitowy mikroprocesor RZ/G3S, wyposażony w zestaw wewnętrznych funkcji peryferyjnych, dobranych specjalnie pod kątem zastosowań w aplikacjach IoT Edge i bramkach dostępowych. Jedną z ważniejszych zalet tego układu jest bardzo mały pobór mocy w trybie standby, ograniczony do zaledwie 10 µW. Ponadto, RZ/G3S zapewnia szybki rozruch systemu operacyjnego Linux, dzięki funkcji samoczynnego odświeżania pamięci DDR. W przypadku urządzeń IoT, często pracujących w trybie nieciągłym, pozwala to znacznie wydłużyć czas pracy na baterii. Kolejne zalety to interfejs PCI Express do komunikacji z modułami bezprzewodowymi 5G oraz zaawansowane funkcje bezpieczeństwa, m.in. do identyfikowania prób nieautoryzowanego dostępu (tamper detection).

W ofercie firmy Quectel pojawił się nowy moduł komunikacyjny KG200Z pracujący w standardzie LoRa, zaprojektowany do aplikacji IoT, wymagających niezawodnej, bezprzewodowej komunikacji długodystansowej przy małym poborze mocy. Oferuje on zasięg transmisji 2...5 km w środowisku miejskim i 10...15 km w otwartym terenie oraz zapewnia stabilne połączenie i dużą odporność na zaburzenia elektromagnetyczne. Jest tanim modułem, opartym na mikrokontrolerze STM32WLEx firmy STMicroelectronics, kompatybilnym z protokołem LoRaWAN. Zawiera jednostkę zarządzania zasilaniem, wzmacniacz mocy, wzmacniacz niskoszumowy i przełącznik transceivera RF. Obsługuje zakresy częstotliwości 470...510 MHz i 862...928 MHz, modulacje LoRa, (G)FSK, (G)MSK i BPSK oraz szyfrowanie danych w standardzie AES. Jeśli chodzi o komunikację lokalną, został wyposażony w interfejsy UART, SPI, I2C i SWD.

PE562212 to najmniejszy z oferty firmy pSemi moduł front-end do zastosowań w aplikacjach IoT, komunikujących się w standardach Thread, Zigbee, Bluetooth BDR/EDR, BLE i WiFi w paśmie 2,4 GHz. Jest on zamykany w obudowie LGA-14 o wymiarach zaledwie 1,8 x 1,8 x 0,7 mm. Może znaleźć zastosowanie w aktywnych głośnikach, systemach oświetleniowych, termostatach, urządzeniach sieciowych (koncentratory, ekstendery), czujnikach i wszelkiego typu miniaturowych urządzeniach przenośnych. Został zrealizowany w opracowanym przez pSemi procesie UltraCMOS, pozwalającym osiągnąć jednocześnie dużą sprawność energetyczną i bardzo dobrą liniowość. Pracuje z maksymalną mocą wyjściową +21 dBm, programowaną cyfrowo w zakresie 15 dB w krokach co 1 dB. Jeśli chodzi o sekcję odbiorczą, charakteryzuje się współczynnikiem szumu wynoszącym zaledwie 1,5 dB i stratami wtrąconymi 0,9 dB.

W aplikacjach IoT komunikacja bezkontaktowa staje się coraz bardziej powszechna. Nowy kontroler NFC PTX105R firmy Renesas wyznacza nowe standardy w zakresie parametrów i kompatybilności. Wyróżnia się on unikalną, sinusoidalną architekturą, zapewniającą lepsze parametry w urządzeniach małogabarytowych o małych wymiarach anteny (m.in. większą czułość i dokładniejsze odwzorowanie kształtu sygnału) w porównaniu z konwencjonalnymi kontrolerami NFC, pracującymi z przebiegami prostokątnymi. Wymaga przy tym mniejszej liczby elementów współpracujących, a w szczególności pozwala wyeliminować filtry EMC i elementy dopasowujące, co ułatwia integrację w systemie. Modułowa architektura Soft Controller umożliwia realizację funkcji krytycznych czasowo przez wbudowany mikrokontroler, podczas gdy pozostałe operacje logiczne mogą być realizowane przez kontroler host.

Do rodziny mikrokontrolerów RA firmy Renesas wchodzi nowa seria RA2E3, obejmująca mikrokontrolery o podstawowej funkcjonalności i bardzo małym poborze mocy, wyposażone w rdzeń ARM Cortex-M23, taktowany zegarem 48 MHz. Układy te są polecane do zastosowań w tanich urządzeniach o zasilaniu bateryjnym. Zawierają do 64 KB pamięci Flash programu, 16 KB pamięci SRAM oraz 2 KB pamięci Flash do przechowywania danych. Ponadto, do standardowego wyposażenia należy timer 32-bitowy, zestaw timerów 16-bitowych, 12-bitowy przetwornik A/C z czujnikiem temperatury, interfejsy SCI (UART/Simple SPI/Simple I²C), SPI i I2C oraz zestaw funkcji zabezpieczających.

Renesas wprowadza do oferty drugą grupę mikrokontrolerów w ramach serii RA8. Mikrokontrolery RA8D1, oparte na rdzeniu ARM Cortex-M85, uzyskały współczynnik powyżej 6,39 CoreMark/MHz w teście EEMBC. W połączeniu z dużą wewnętrzną pamięcią oraz wieloma funkcjami graficznymi i peryferyjnymi, nadają się do zastosowań w aplikacjach graficznych/AI w automatyce budynków, sprzęcie AGD i medycynie. Technologia ARM Helium z zestawem instrukcji wektorowych/SIMD zapewnia nawet 4-krotny wzrost szybkości obliczeniowej w porównaniu z rdzeniem Cortex-M7, co w niektórych aplikacjach graficznych i AI pozwala wyeliminować konieczność stosowania zewnętrznego akceleratora sprzętowego. Dodatkowe zalety to technologia ARM TrustZone, moduł kryptograficzny Security IP (RSIP-E51A), funkcja bezpiecznego rozruchu (Secure Boot), interfejs Octal SPI z obsługą deszyfrowania w locie (DOTF) oraz rozszerzenie bezpieczeństwa PACBTI (Pointer Authentication and Branch Target Identification).