王浪 應用工程師， 世強電訊

   為滿足家居自動化和儀表對能效的需求，Silicon Laboratories (芯科實驗室有限公司，簡稱Silicon Labs)日前宣布推出業界最低功耗單芯片無線微控制器（MCU）。 Silicon Labs新推出的超低功耗Si10xx無線MCU（Si1000/1/2/3/4/5,Si1010/1/2/3/4/5）系列產品能充分滿足電池供電家居自動化系統、智能儀表、室內監測和安全系統對于功耗和RF的需求。

      Si10xx系列產品在5mm×7mm大小的封裝內，集成了高性能、超低功耗的CIP-51^TM內核8位單片機 C8051F9XX ，以及Silicon Labs固有的 EZRadioPRO 系列RF收發器,僅需要少量外圍元件及PCB面積就能組成高性能無線收發系統。其MCU包含高達25MIPS的處理器，64kB的Flash，低功耗電源處理模塊，豐富的數字外設如SPI、SMBUS、UART總線，PCA輸出陣列，多組定時器，以及模擬外設如具有300KSPS采樣速度的10位ADC模塊、溫度傳感器、比較器等等。而RF部分最高20DBM的發射功率，-121DBm的靈敏度，使系統擁有了高達的141DB 鏈路預算，從而達到了比同類產品幾倍的有效工作距離。可以說，Si10xx系列產品提供了目前業界最高性能的單芯片無線MCU解決方案

高性能、資源豐富的MCU

        Si10xx家族產品內建了低功耗混合信號片上系統型的MCU。具有優異的性能、豐富的資源及外設。見圖FIGURE1.1  主要特性如下：

■單節/雙節電操作，內建DC-DC升壓型轉換器

■高速、流水線結構的與8051兼容的微控制器核（可達25MIPS）

■全速、非侵入式的在系統調試接口（片內）

■真10位、300ksps、23通道單端ADC，帶模擬多路器

■6位可編程電流基準

■高精度可編程的24.5MHz內部振蕩器（使用擴頻技術）

■64KB或32KB的片內FLASH存儲器

■4352字節片內RAM

■硬件實現的SMBus/I2C、增強型UART和兩個SPI串行接口

■4個通用的16位定時器

■具有6個捕捉/比較模塊和看門狗定時器功能的可編程計數器/定時器陣列（PCA）

■硬件實時時鐘（smaRTClock），工作電壓可低至0.9V

■硬件CRC引擎

■片內上電復位、VDD監視器和溫度傳感器

    該MCU FLASH存儲器具有在系統重新編程能力，可用于非易失性數據存儲，并允許現場更新8051固件。用戶軟件對外設具有完全的控制，可以關斷任何外設以節省功耗。片內C2開發接口允許使用安裝在最終應用系統上的產品MCU進行非入侵式、全速、在系統調試，能夠在工業溫度范圍內用0.9~1.8V或者1.8~3.6V工作（即單節或者兩節 AAA電池）。

領先的RF收發系統

Si10xx家族產品同時集成了EZRadioPRO 系列RF收發器，擁有很寬的工作頻率范圍， 高靈敏度，多種調制方式，輸出功率大且可以很方便編程調節，發射功耗非常低,傳輸速率高,有141DB的LINK BUDGET 為業界領先！

>頻率范圍：240－960MHZ

>靈敏度：－121dBm

>FSK ,GFSK 和OOK

>20dBm(Si1010/1) (不需要外加PA ) ,+13 dBm(Si1012/3/4/5)

>18mA@+1dBm

>85mA@+20dBm

>Date rate =256kbps

為什么能夠超低功耗工作

該芯片由兩部部分組成，超低功耗MCU和射頻發射功耗低，是此芯片能超低功耗工作的根本原因，MCU 超低功耗的主要原因是：MCU供電是由DC-DC 和LDO組成供電系統MCU供電，這個系統有兩個好處，第一，它能實現單電池供電，可以節省一個電池出來，并聯給MCU供電，降低電池成本；第二，假設是雙電池供電，和市面上典型的其他低功耗MCU比較起來，它就有更大優勢，根據

在正常工作模式下，在F,C恒定時，我們給MCU供電電壓是電池電壓一半，此時功耗為市面上典型的其他低功耗MCU四分之一，除去DC-DC（效率比競爭對手效高25％）和LDO 上小部分功率消耗，總功率消耗比市面上的低功耗MCU 還要低很多，大大延長電池壽命，電池成本減少到原來的五分之一，而且MCU處于恒定供電電壓,在休眠狀態下，DC-DC能被關掉！以下為供電示意圖和市面上典型低功耗MCU功耗對比圖。