EFM32: ¿El microcontrolador de menor consumo?

Al igual que muchos fabricantes líderes en la construcción de microcontroladores, la empresa noruega Energy Micro AS, incorpora núcleos ARM Cortex-M3 de 32 bits en sus destacados EFM32 Gecko. Este microcontrolador se caracteriza por un ultra-bajo consumo energético en modo activo, gracias a la utilización de menores tiempos de procesamiento de datos, e incluye novedosas características que lo colocan como uno de los MCU’s más “amigables” en lo que a ahorro energético se refiere. Además, por estos días, la empresa ha presentado en sociedad un software (gratuito, por supuesto) que permite simular el consumo de un diseño durante mucho tiempo (años) con el fin de evaluar la duración que tendrán las baterías durante el funcionamiento del desarrollo. Hay mucho para ver y comentar, pero todo no cabe en este sumario, ¡continúa leyendo en el artículo!

En la continua ruta hacia las tecnologías alimentadas con baterías, el bajo consumo energético de una aplicación es un factor decisivo para su éxito en el mercado. La gente de Energy Micro AS comprende el desafío de estos tiempos y apuesta fuerte con sus microcontroladores EFM32 Gecko que incorporan núcleos ARM Cortex-M3 de 32 bits. Este tipo de dispositivos es ideal en aplicaciones de baja necesidad de energía, aplicable en los campos de automatización de edificios, seguridad y vigilancia remota, equipos médicos y el monitoreo de sistemas de alimentación. Como te mencionamos en el sumario, el microcontrolador se caracteriza por un muy bajo consumo de energía durante su estado activo, requiere menores tiempos para el procesamiento de datos, al igual que para despertarse rápidamente (salir de modo Sleep en forma más rápida), además de contar con la virtud de absorber muy baja corriente en modo de espera o Stand-By. En forma básica, podemos agregar que este microcontrolador posee 5 modos bien definidos de trabajo que brindan a los diseñadores la flexibilidad para optimizar sus aplicaciones, obteniendo un mayor rendimiento y una mayor duración de la batería. Estos valores de consumo se pueden resumir en el siguiente gráfico:

Los microcontroladores EFM32 están equipados de periféricos diseñados para un funcionamiento de bajo consumo con el propósito de lograr incrementar la duración de la batería hasta 4 veces más que con otras soluciones de 8, 16, y 32bits de bajo consumo, que en la actualidad encontramos en el mercado. El EFM32 está específicamente diseñado para alcanzar un alto grado de autonomía de funcionamiento en todos sus modos de bajo consumo. Debido a esto, el EFM32 puede pasar la mayor parte de su tiempo en cualquiera de los modos de ahorro ultra-eficientes de energía que ofrece. Una combinación inteligente de los periféricos, una memoria RAM con mínimas fugas de corrientes durante la retención de datos, los osciladores de baja potencia, y los tiempos de despertar (salir del modo Sleep) muy cortos, son características que lo ayudan a permanecer en los modos de bajo consumo de energía durante largos períodos y por lo tanto reducir el consumo a valores irrisorios. Observa las características de alguno de sus periféricos:

• Un controlador LCD de 4×40 segmentos con solo 0,55uA de consumo

• Una LEUART (Low Energy UART) con apenas 100nA de consumo a 32kHz

• Conversores ADC (16) capaces de producir 1 millón de muestras por segundo con una resolución de 12bits, consumiendo únicamente 350uA

• Un comparador analógico que consume sólo 150nA

Además de poseer todas las propiedades energéticas antes enunciadas, en el EFM32 se destaca su sistema PRS. El Peripheral Reflex System (indicado como un bus de color oscuro en el gráfico de arriba) hace posible que en el interior de los microcontroladores EFM32 los periféricos se puedan conectar, de uno a otro, sin la intervención del núcleo. Gracias a este sistema, un periférico puede producir señales para que otros periféricos puedan realizar un trabajo y reaccionar de manera instantánea, mientras que el núcleo permanece dormido. Esto habla de periféricos capaces de realizar actividades de manera autónoma, en modos de bajo consumo de energía y sin necesidad de utilizar el núcleo.

Las herramientas Simplicity Studio y Advanced Energy Monitoring (Monitorización Avanzada de Energía) han irrumpido en el mundo del diseño con características muy llamativas y que tientan a cualquier desarrollador de equipos que consuman bajos niveles de energía. En forma básica se puede decir que estas, como mencionamos antes, “herramientas” ayudan a reducir en forma considerable los procesos de diseño. Simplicity Studio es un software completo y gratuito que proporciona al instante y con un sólo clic, el acceso actualizado a las últimas hojas de datos, notas de aplicación, herramientas de software, entornos de desarrollo para aplicaciones, ejemplos de código y muchos otros recursos para los EFM32 Gecko y EFR4D Draco. La consola de Simplicity Studio se configura automáticamente en respuesta a las preferencias del usuario, e incluye un acceso al novedoso Advanced Energy Monitoring (Monitorización Avanzada de Energía, AEM) para la creación del software comprometido con la optimización de los recursos energéticos, facilitando una depuración de la energía en tiempo real, capaz de funcionar en todas las placas prototipo y herramientas de desarrollo que Energy Micro AS ofrece al mercado como la que vemos aquí:

Como habrás observado en el video, además de la multiplicidad de opciones de entradas y salidas que brindan estas placas de desarrollo, la función AEM te permite monitorear, instrucción por instrucción del programa que corre en el núcleo y de este modo observar, analizar y optimizar los tiempos y el uso de los recursos disponibles para lograr un consumo de energía tan óptimo y mínimo como sea posible. En la página web de Energy Micro AS encontrarás toda la información necesaria para iniciarte en el desarrollo de aplicaciones con este poderoso microcontrolador que piensa arrasar a toda la competencia en aplicaciones con bajos consumos energéticos. Muchas hojas de datos, ejemplos, herramientas de desarrollo, notas de aplicación y todo lo necesario para comenzar hoy mismo a trabajar con estos dispositivos en los que las baterías podrían reducirse a la mínima expresión, tanto en peso, tamaño y costo como en capacidad de corriente gracias al funcionamiento sobresaliente del EFM32 Gecko, de Energy Micro AS y a la simulación asistida por AEM como aquí te mostramos.