Senkung des Betriebsstroms gegenüber konventionellen Produkten um 80 Prozent
NEC Electronics hat mit der Bemusterung von 18 neuen 8-bit-Mikrocontroller-Typen mit integriertem Flash-Speicher
(„All-Flash-Mikrocontroller“) begonnen. Diese Produkte eignen sich ideal als Sub-Mikrocontroller für Hilfsfunktionen,
um beispielsweise kleine batteriebetriebene Geräte zu steuern, zur Leistungsregelung, um die Leistungsaufnahme von Haushaltsgeräten und ähnlichen Geräten im Standby-Modus zu verringern oder um Eingaben von einer Tastatur zu erfassen.
Insgesamt wurden 18 neue Modelle vorgestellt: 6 Derivate der 78K0/KB2-L-Modelle mit 30 Pins sowie 12 Varianten der 78K0/KC2-L-Modelle mit 44 oder 48 Pins. Die neuen Produkte bieten die folgenden Features:
1. Sie senken die Leistungsaufnahme im Standby-Modus im Vergleich zu den bereits existierenden 78K0/KB2- und
78K0/KC2-Varianten um 80 %.
2. Sie helfen bei der Verbesserung der analogen Funktionen und verringern die Anzahl der Bauelemente über zwei
integrierte Operationsverstärker.
3. Sie helfen bei der Senkung der Systemspannung und der Leistungsaufnahme, indem die A/D-Wandler mit einer
geringeren Spannung auskommen als die Wandler in konventionellen Produkten.
Hersteller elektronischer Geräte können die neuen Mikrocontroller in Produkten wie Feueralarmmeldern,
elektrischen Zahnbürsten und Rasierapparaten sowie in anderen kompakten Systemen einsetzen, bei denen jeweils eine lange Betriebszeit mit einer Batterieladung erforderlich ist. Die Mikrocontroller eignen sich aber auch als untergeordnete Mikrocontroller in Haushaltsgeräten und in anderen Produkten, die mit einer geringeren Leistungsaufnahme im Standby-Mode arbeiten müssen. Damit können die Hersteller ihre Systeme auf leichte Art und Weise kleiner und preisgünstiger machen. Gleichzeitig können sie die Batterie-Lebensdauer erhöhen und die Anzahl der peripheren Bauelemente verringern.
Während der Markt für mobile Geräte sein dramatisches Wachstum fortsetzt, gibt es eine starke Nachfrage aus dem allgemeinen Consumer-Segment nach einer längeren Laufzeit mit einer Batterieladung. Auch das Umweltbewusstsein wächst, und die Anwender verlangen mittlerweile nach einer geringeren Leistungsaufnahme der Halbleiter und der anderen Bauelemente.
Im November 2004 begann NEC Electronics mit der Entwicklung und Vermarktung von 8- bis 32-bit-All-Flash-Mikrocontrollern (Mikrocontroller, bei denen das gesamte integrierte ROM in Flash-Technologie realisiert ist),
um so eine Antwort auf das Bedürfnis der Hersteller elektronischer Geräte zu geben, die Produkt-Entwicklungszyklen zu verkürzen sowie die Gesamtkosten über den Produktlebenszyklus hinweg zu senken. Das Unternehmen hat kürzlich bei der Forschung und Entwicklung einen Schwerpunkt auf die Senkung der Leistungsaufnahme von Mikrocontrollern gelegt, um so die starke Nachfrage der Elektronik-Hersteller zu befriedigen.
Im Oktober 2007 brachte NEC Electronics einen 32-bit-Low-Power-Mikrocontroller und im Mai 2008 eine 16-bit-Version auf den Markt.
Mit der heutigen Markteinführung dieser neuen Produkte ist das Unternehmen in der Lage, All-Flash-Mikrocontroller anzubieten, die im gesamten Bereich von 8- bis 32-bit dem Bedarf nach verringerter Leistungsaufnahme nachkommen.
Im folgenden werden die Eigenschaften der neuen Produkte beschrieben.
(1) Branchenweit niedrigster Bereich bei der Leistungsaufnahme im Standby-Betrieb
Die neuen Produkte haben in punkto Leistungsaufnahme den niedrigsten Wert der Branche erreicht. Sie nutzen die Low-Power-Technologien, die NEC Electronics für die 16-bit Low-Power-Mikrocontroller entwickelt hat, um die interne Betriebsspannung zu senken, um die bereits geringe Frequenz des monolithisch integrierten Oszillators im Standby-Mode von 240 kHz auf 30 kHz abzusenken und um die Schaltungen so zu optimieren, dass die Leistungsaufnahme sinkt. Durch diese Verbesserungen hat NEC Electronics den Betriebsstrom im Standby-Mode um 80 % gesenkt –
nämlich von 3,5 µA auf 0,7 µA. Auch bei der Betriebsfrequenz 1 MHz sinkt der Betriebsstrom – und zwar um 40 %
von 440 µA auf 260 µA.
(2) Hilfe bei der Verringerung der Anzahl der Bauelemente durch eingebaute OPVs
Die Produkte bieten eine neue Eigenschaft: Sie verfügen über zwei integrierte Operationsverstärker,
die mit den A/D-Wandlern verbunden sind. Dadurch können die neuen Produkte analoge Signale (Spannungswerte)
in Digitalsignale umwandeln, nachdem winzige Spannungs-Amplituden und spezifische Signale herausgefiltert wurden. Hierdurch wird es möglich, die Anzahl der externen Bauelemente im Vergleich zu konventionellen Produkten zu verringern, wodurch die Systeme kleiner werden und die Entwicklungskosten sinken.
(3) Niedrigere A/D-Wandler-Spannung
Der A/D-Wandler arbeitet nun ab einer Versorgungsspannung von 1.8 V anstatt der in konventionellen Produkten üblichen 2,3 V, so dass auch die Unterstützung von Systemen möglich wird, die eine niedrige Versorgungsspannung benötigen.
(4) Pin-Layouts und Software sind zu den bereits existierenden Produkten von NEC Electronics kompatibel
Die Architektur der neuen Produkte ermöglicht es, Operationsverstärker, Real-time Counter und andere neue Features auf dem Chip zu implementieren, während gleichzeitig die Kompatibilität zum Pin-Layout sowie zu den Peripherie-Eigenschaften der bereits existierenden 78K0/KB2- und 78K0/KC2-Modelle des Unternehmens gewährleistet bleibt. Dadurch sind Anwender der konventionellen Produkte in der Lage, Systeme mit niedriger Betriebsspannung und geringer Leistungsaufnahme zu entwickeln und dabei die zuvor entwickelten Hardware- und Software-Elemente zu verwenden.
NEC Electronics ist davon überzeugt, dass diese neuen Produkte ideal als Sub-Mikrocontroller in kleinen batteriebetriebenen Geräten, Haushaltsgeräten und anderen Anwendungen geeignet sind.
Daher plant NEC Electronics, die neuen Mikrocontroller aktiv zu vermarkten.
Die wesentlichen Spezifikationen der neuen Produkte finden Sie anbei.
Verfügbarkeit
Die Volumenfertigung der neuen Produkte wird im April 2009 beginnen. Das Unternehmen plant, im März 2010 über alle 18 Modelle hinweg insgesamt 1,5 Millionen Stück pro Monat zu fertigen.
Appendix
Main specifications
Specification |
78K0/KB2–L
(uPD78F057x) |
78K0/KC2–L
(uPD78F058x) |
30 pin |
44/48 pins |
Built–in memory |
Flash memory (self programming supported) |
8 to 32 Kbytes |
Fast RAM |
512 to 1 Kbytes |
Memory space |
64 Kbytes |
Clocks |
Main |
High–speed system
(Ceramic/LC oscillator or external clock input) |
1 to 10 MHz: VDD = 2.7 to 5.5 V
1 to 5 MHz: VDD = 1.8 to 5.5 V |
High–speed built–in oscillator |
4 MHz ±2% (TA = –20 to +70°C) or 8 MHz ±5%
(TA = –40 to +85°C): VDD = 1.8 to 5.5 V |
Sub (LC oscillator or external clock input) |
– |
32.768 kHz (TYP): VDD = 1.8 to 5.5 V |
Low–speed built–in oscillator |
30 kHz ±10%: VDD = 1.8 to 5.5 V |
General–purpose registers |
8 bits x 32 registers (8 bits x 8 registers x 4 banks) |
Instruction set |
* 8–bit and 16–bit operations
* Multiplication/Division (8 bits x 8 bits/16 bits ÷ 8 bits)
* Bit operations
* BCD correction, etc. |
I/O ports |
24
(21 CMOS I/O ports; 3 CMOS input ports) |
(33 CMOS I/O ports; 5 CMOS input ports)
(37 CMOS I/O ports; 5 CMOS input ports) |
Timers |
16 bit (TM0) |
1 channel (1 PPG output; 2 capture input) |
8 bit (TM5) |
2 channels (2 PWM output) |
8 bit (TMH) |
2 channels (2 PWM output) |
Watchdog (WDT) |
1 channel |
Real–time counter (RTC) |
– |
1 channel (2 RTC output) |
Clock output |
– |
* 44 pins: none
* 48 pins: 1 |
Über NEC Electronics
NEC Electronics Corporation ist auf Halbleiterprodukte für hochentwickelte Technologielösungen spezialisiert. Dazu gehören Lösungen für Breitband- und Kommunikationsmärkte, Systemlösungen für die mobile Telefonie, PC-Peripherie, Automotive sowie der digitale Consumer-Bereich und Plattformlösungen für eine breite Palette von Kundenanwendungen. NEC Electronics Corporation hat weltweit 24 Tochterunternehmen, darunter NEC Electronics America, Inc. und NEC Electronics (Europe) GmbH
www.eu.necel.com
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