业界最低功耗无线抄表方案 30年超长待机 刘 云 技术中心 第一： 抄表系统的类型，介绍 第二： 无线抄表的系统构成，集中器

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1 业界最低功耗无线抄表方案 30年超长待机 刘 云 技术中心 第一： 抄表系统的类型，介绍 第二： 无线抄表的系统构成，集中器
刘 云 技术中心 2015年05月27日 第一： 抄表系统的类型，介绍 第二： 无线抄表的系统构成，集中器

2 内容 世强简介 抄表市场现有方案情况 世强在无线抄表方面的优势芯片 MCU 世强在无线抄表方面的优势芯片 无线芯片 世强的支持和服务

3 世强简介 1993年成立于深圳，中国电子行业最优秀的半导体分销商 用最先进的产品和技术帮助客户成功
业务覆盖传统的工业、通信、消费和汽车电子领域，更为智能四表（水电气热）市场带来更多前沿技术和创新产品 全国17个分公司及办事处 近500名员工，其中220名销售工程师，50名技术工程师 2014年销售额达$230m 平均年复合增长率达39%

4 抄表系统---趋势

5 抄表系统---无线

6 抄表系统---无线

7 抄表系统---无线模块

8 MCUs: 8位 与 32位简介 EFM32 Gecko MCUs EFM8 Bee MCUs 全球32位最低功耗的微控制器
全球功能集成度最高的8位微控制器 全球最低功耗 最低的激活与休眠电流 快速唤醒时间 自定义外设 高性能的通信接口 USB, UART, SPI, I2C, I2S, CAN, LIN, EMIF 精密混合信号 10-24位 ADC, DAC, OPAMP, VREF EFM8 Bee 8-bit 8051 25-50 MHz Compact, high performance 2 4 128 1024 1 0 6 4 2 4 120 EFM32 Gecko >250 parts Cortex M 24-48 MHz Lowest energy Flash Memory (KB) Package Pins 提供8位与32位的MCUs。 提供工业上速度更快的,基于8051核的8位MCU。 在3mm x 3mm的小封装上，具体最高功能集成度。 在8位的MCU结构中，提供超过500个型号。 提供工业上最节能的32位MCU EMF32 在32位的MCU结构中，提供超过250种型号。 最低功耗与休眠电流？ 工作电流150uA/MHz， 快速唤醒时间

9 MCUs: EFM8 Bee 微控制器 新系列、高价值、8bit微控制器! 高性能 高价值 简单 主频最高50 MHz 低功耗 高速外设
小封装 高集成度 低价格 简单 快速移植 统一的开发平台 通用STK开发包 统一的开发平台指的是？simstudio 高集成度？ 3*3 mm 新系列、高价值、8bit微控制器!

10 EFM8 MCU 系列介绍 充电USB检测是指？ 能够识别是否USB充电，及充电类型并进行电源管理 高价值，主频达 50 MHz 特点
Flash: KB 高速时钟 ，处理更多任务 RAM: KB 高集成度， 为客户节约更多成本 IO: up to 22 IO口路由 ，PCB设计更简单 ADC: 12 bit 200 ksps; 10-bit 800 ksps 低功耗，主频达 25 MHz 特点 Flash: KB 极佳的能耗模式- 睡眠模式 50 nA RAM: KB 工作电流 – 150 uA/MHz IO: up to 24 快速唤醒 - < 2 us ADC: 12 bit 75 ksps; 10-bit 300 ksps 电容触摸感应 – 触摸唤醒电流<1uA 充电USB检测是指？ 能够识别是否USB充电，及充电类型并进行电源管理 USB ，主频达 48 MHz 特点 Flash: KB 无需外部48M晶体及LDO RAM: KB 低功耗USB接口 IO: up to 40 内置USB充电检测(USB - BCS v1.2) ADC: 12-bit 200 ksps; 10 bit 800 ksps

11 5V LDO, 无需晶体, 充电检测, USB低功耗模式
EFM8产品组合 全速USB 主频达48 MHz Flash: 8 – 64 RAM: 2 – 6 Code Compatible USB 5V LDO, 无需晶体, 充电检测, USB低功耗模式 UB10F16 UB20F64 UB20F64 UB20F64 UB10F8 UB11F16 UB10F16 UB20F32 UB20F32 UB20F32 SB20F64 SB20F64 SB20F64 极低功耗 主频达25 MHz Flash: 2 – 64 RAM: 0.5 – 4 极低功耗 极低的工作和睡眠模式电流, 低功耗电容触摸 SB10F8 SB20F32 SB20F32 SB20F32 Busy Sleepy Universal SB10F4 SB20F16 SB20F16 SB20F16 SB10F2 SB10F8 SB10F8 BB21F16 BB21F16 BB22F16 高价值 主频达 50 MHz Flash: 2 – 16 RAM: 0.5 – 2 通用型 高集成度, 12b ADCs, 增强 PWMs 和 高速通讯接口 BB10F8 BB10F8 BB10F8 Pin Compatible BB10F4 BB10F2 SOIC 16 10 x 4 mm QFN 20 3 x 3 mm QFN 24 4 x 4 mm QSOP 24 9 x 4 mm QFN 28 5 x 5 mm QFN 32 5 x 5 mm LQFP 32 7 x 7 mm TQFP 48 7 x 7 mm

12 MCUs: EFM32 Gecko 微控制器 世界上最低功耗的微控制器
32-bit ARM Cortex M0+, M3, 及带浮点运算的M4 超过250个产品型号 引脚兼容 软件兼容 Flash kB 封装 pin 24-48 MHz 时钟 这个图形在我们提供给每个人的袋子里面的EFM32手册上都可以看到。 这个方框图代表一个集合。 第一,EFM32下所有的微控制器是基于ARM 公司的Cortex-M 核。 第二，所有的外设是从头开始设计，大部分能够在其它微控制器中找到，一部分则找不到，这些是特别为低功耗而设计，如LEUART, LESENSE, PRS是EFM32独有的。 第三，确保认识到在这个方框图中颜色的重要性。它是一个非常有用的方式，让你更好的理解。颜色代表在每个节能模式下所对应的功能。 如果你想知道在EM2模式下哪些功能是有效的，任何在该颜色的右边的功能都是有效的。在EM2睡眠模式下，浅蓝、蓝和深蓝的部分是有效的。另一个有用的方式就是使用它来选择一个外设，它显示在什么模式下哪个外设可用。假如你选择DAC，你想知道最低的节能模式是哪个，DAC在方框图中对应的是蓝色，所以你可以在EM3停止下模式使用它。 EM0 (Run Mode) EM1 (Sleep) EM2 (Deep Sleep) EM3 (Stop Mode) EM4 (Shutoff Mode) Cortex M0+ Up to 24 MHz Flash: 4-32 RAM: 2-4 Cortex M3 Up to 32 MHz Flash: 4-32 RAM: 2-4 Cortex M3 Up to 32 MHz Flash: RAM: 8-16 Cortex M3 Up to 48 MHz Flash: RAM: 32 Cortex M3 Up to 48 MHz Flash: RAM: 128 Cortex M4 Up to 48 MHz Flash: RAM: 32

13 软件兼容 MCUs: EFM32 可扩展性解决方案 M4 Pin compatible M3 M0+ 各个封装引脚兼容 软件兼容
Optional Features EFM32ZG108 EFM32ZG110 EFM32TG108 EFM32TG110 EFM32ZG210 EFM32TG210 EFM32G200 EFM32G210 EFM32TG232 EFM32G232 EFM32TG230 EFM32G230 EFM32WG230 EFM32ZG222 EFM32TG222 EFM32G222 EFM32TG842 EFM32LG842 EFM32WG842 EFM32TG822 EFM32LG880 EFM32WG880 EFM32LG890 EFM32WG890 EFM32LG895 EFM32WG895 EFM32LG395 EFM32WG395 EFM32LG390 EFM32WG390 EFM32LG380 EFM32WG380 EFM32LG332 EFM32WG332 EFM32LG940 EFM32WG940 EFM32LG942 EFM32WG942 EFM32LG980 EFM32WG980 EFM32LG990 EFM32WG990 EFM32LG995 EFM32WG995 EFM32LG330 EFM32WG330 EFM32LG295 EFM32WG295 EFM32LG290 EFM3WG290 EFM32LG280 EFM32LG232 EFM32WG280 EFM32LG230 EFM32WG232 EFM32G880 EFM32G890 EFM32G842 EFM32G290 EFM32G280 EFM32GG842 EFM32GG880 EFM32GG890 EFM32GG895 EFM32GG395 EFM32GG390 EFM32GG380 EFM32GG332 EFM32GG940 EFM32GG942 EFM32GG980 EFM32GG990 EFM32GG995 EFM32GG330 EFM32GG295 EFM32GG290 EFM32GG280 EFM32GG232 EFM32GG230 EFM32TG225 EFM32TG825 EFM32WG940 EFM32WG942 EFM32WG980 EFM32WG990 EFM32WG995 USB LCD TFT DSP with FPU M4 EFM32WG330 EFM32WG332 EFM32WG380 EFM32WG390 EFM32WG395 EFM32WG840 EFM32TG840 EFM32LG840 EFM32WG840 EFM32G840 EFM32GG840 EFM32WG842 EFM32WG880 EFM32WG890 EFM32WG895 Pin compatible EFM32WG230 EFM32WG232 EFM32WG280 EFM3WG290 EFM32WG295 EFM32GG940 EFM32GG942 EFM32GG980 EFM32GG990 EFM32GG995 USB LCD TFT EFM32GG330 EFM32GG332 EFM32GG380 EFM32GG390 EFM32GG395 软件兼容 EFM32GG840 EFM32GG842 EFM32GG880 EFM32GG890 EFM32GG895 EFM32GG230 EFM32GG232 EFM32GG280 EFM32GG290 EFM32GG295 Zero Tiny Gecko Leopard Giant Wonder EFM32LG940 EFM32LG942 EFM32LG980 EFM32LG990 EFM32LG995 USB LCD TFT M3 EFM32LG330 EFM32LG332 EFM32LG380 EFM32LG390 EFM32LG395 EFM32LG840 EFM32LG842 EFM32LG880 EFM32LG890 EFM32LG895 EFM32LG230 EFM32LG232 EFM32LG280 EFM32LG290 EFM32LG295 EFM32G210 EFM32G840 EFM32G842 EFM32G880 EFM32G890 EFM32家族包含250种不同的微控制器。 从一开始设计就完全可以扩展。 图片在底部显示EFM32家族，左边的数轴显示各个器件所使用的内核：M0+, M3 到 M4。 所有这些器件软件兼容。 在垂直栏中，所有的器件管脚是完全兼容，所有你可以不需要重新布板来评估不同的器件。 例如你可以选用一个QFN64封装的器件，你可以改变器件类型从Tiny、 Gecko、Leopard、Giant到Wonder。允许你的设计非常灵活的使用不同的Flash与内核。 LCD EFM32G200 EFM32G230 EFM32G222 EFM32G232 EFM32G280 EFM32G290 EFM32TG110 EFM32TG840 EFM32TG822 EFM32TG842 EFM32TG825 LCD EFM32TG108 EFM32TG210 EFM32TG230 EFM32TG222 EFM32TG232 EFM32TG225 M0+ EFM32ZG110 EFM32ZG108 EFM32ZG210 EFM32ZG222 QFN24 QFN32 QFN64 QFP48 QFP64 QFP100 BGA48 BGA112 BGA120 Up to 32 MHz Flash: RAM: 2 - 4 Up to 32 MHz Flash: RAM: 2 - 4 Up to 32 MHz Flash: 16 – 128 RAM: Up to 48 MHz Flash: RAM: 32 Up to 48 MHz Flash: RAM: 128 Up to 48 MHz Flash: RAM: 32

14 MCUs: EFM32 性能对比 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 * Brown-out detection disabled
Active Power Reduced Processing Time Fast Wake-up Time Standby Current Autonomous Peripherals Peripheral Reflex System Well Designed Energy Modes Energy Efficient Peripherals Low Energy Sensor Interface Advanced Energy Monitoring 32-bit EFM32TG840F32 150 µA/MHz 1 Cortex M3 2 µs 0.9 µA Yes S公司 32-bit STM32L151xx 294 µA/MHz 8 µs 4.5 µA (1.9 µA*) No Partial A公司 32-bit SAM4Lx 218 µA/MHz 1 Cortex M4 1.5 µs 50.3 µA (6.9 µA*) F公司 32-bit KinetisL KL0x 175 µA/MHz 1.34 Cortex M0+ 4 µs 2.06 µA T公司 16-bit MSP430F543x 226 µA/MHz 4.3 MSP430 5 µs 2.6 µA M公司 16-bit PIC24F16KA102 344 µA/MHz 2.3 PIC24 1 µs (1 ms for PLL) 0.93 µA 共有10个因素列在这个表上。 对STM32L来讲是非常公平比较。 Atmel , Freescale, TI和其它型号，有些列需要单个指出。 飞思卡尔 K3是一个M0+内核。 Atmel和ST 没有将他们的低功耗检测考虑进来，这不是一个绝对正确的比较，就是为了显示我们的产品低功能上的地位。 KYLE RESEARCH: 3V，代码在Flash中执行计算出来的。 150MHz是M3核，110MHz是M0+核。两个都列在手册上。 EFM32TG840：在EM3模式下的温度，由0.59uA 25度 到2-4.5uA 85度（在65到85成倍增加） -40 to 85在我们的规格书上。 STM32L151x: PVD/BOR是2.6uA(67页), 8uS(68页) ATMEL SAM4L: 图 42-1 在28MHz，BOD18 = 7.4uA; BOD33 = 36uA FREE KL0x: 4.75mA/24MHz 图 2 运行模式对比内核频率。 TED COMMENTS: Silicon Labs使用Tiny Gecko (32KB flash)最好的例子来替代Giant Gecko (1MB flash)，对比的其它器件的Flash尺寸是ST (512KB), Atmel (256KB), Freescale (32KB), TI (256KB), Microchip (16KB)。 表中Giant Gecko在219uA/MHz 仍然要好于ST (512KB), 要好于或比得上其它的型号，注：Freescale是M0+的内核，而不是M3核。 * Brown-out detection disabled

15 Peripheral Reflex System
MCUs: 外设反馈系统(PRS) Z Z Z ARM Cortex-M3 处理器 Reflex Producers Reflex Consumers Timer GPIO ADC DAC Peripheral Reflex System PRS允许在芯片处于低功耗模式时（EM1, EM2, EM3）芯片外设相互互动。 例如 通过计数器触发ADC完成周期性采样。 通过GPIO触发DAC输出。

16 MCUs: 外设反馈系统(PRS) Reflex Producers Reflex Consumers Reflex signals
ACMP ADC DAC GPIO RTC BURTC TIMER LETIMER LESENSE UART USART USB VCMP Reflex Consumers ADC DAC TIMER LESENSE UART USART PCNT Reflex signals PRX系统支持大量的反射信号发生与接收模块。 信号发生模块一是能够产生一个信号。 信号接收模块，从信号发生模块中接收到一个信号时，能够执行一个功能。

17 Silicon Labs无线产品线成员 Sub-G 收发器系列 Zigbee 系列 无线MCU 系列 Bluegiga系列的蓝牙和WiFi

18 Silicon Labs无线产品应用

19 Silicon Labs无线产品应用

20 Sub-GHz 收发方案 EZRadio EZRadioPRO 简单的RF配置 高性能 较好的性能 灵活的架构 尺寸小 低功耗 可选设定
引导设置 通用输出管脚 -129 dBm 接收灵敏度, +20 dBm TX 出色的电池寿命 高达1Mbps. OOK, (G)FSK, (G)MSK -116 dBm 接收灵敏度, +13 dBm TX 出色的电池寿命 出色的模块性能 跳频表，数据白化 优秀的数据包操作 支持新旧系统 低成本方案 3x3 小封装 极少的外围元件 40nA的极低待机电流 +10dBm at 18mA 极少的外围元件

21 SI446X 高性能 高度可配置 兼容大部分需求标准 收发器 发射器 接收器 Transmit (dBm) Frequency
Receive (dBm) Si4468/7 +20/13 Major Banded MHz -133 Si4464 +20 Banded MHz -129 收发器 Si4463/1/0 +20/16/13 Major Bands MHz -129 Si4063/0 +20/13 Major Bands MHz 发射器 接收器 Si4362 Major Bands MHz -129

22 主打中国抄表市场的SI4438C EZRadioPRO class device
覆盖 MHz ，发射功率为20dBm。 高性能射频 高度可配置 符合标准 TX Si4438 +20 dBm MHz -124 dBm Frequency RX

23 主打中国抄表市场的SI4438C

24 Silicon Labs 446X的优势 最大功率 SI 446X Ref notes 20dBm & 20 发射电流 18mA
& 20 发射电流 18mA 23 & 35 10dBm, *using SMPS 功率步进 0.2dB 0.5 & 1 Standby 电流 40 nA 100 & 650 地址过滤 8 byte 1 同步字 2 byte 11 & 8

25 Silicon Labs 4438的优势 传输距离： 非常好的链路预算和选择性 20 dBm 发射 , -124 dBm 接收

26 Silicon Labs 4438的优势 电池使用寿命 成本 40 nA standby 电流 极低的发射和接收状态电流 快速唤醒时间
优秀的性能节省系统成本 +20 dBm TX, Packet Handling BOM成本比竞争对手低30% 最小的封装(4 mm x 4 mm) Battery Life Cost

27 EFM32 + Si4438 的待机时间 以四节AA电池为例，经过计算 燃气表应用中 EFM32TG840加4438的待机时间长达30年

28 世强所能提供的服务和支持 新元件推荐 新技术介绍 参考设计，应用咨询 测试，等设计支持

29 THANKS! By Sekorm Advanced Technologies