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32-Bit-Mikrocontroller bietet CPU, Timer, Speicher und viele Schnittstellen in einem Chip IoT-Markt braucht Miniaturisierung und hohe Batterielaufleistungen

| Autor / Redakteur: Kathleen Jachimiak * / Rainer Graefen

Die Marktchancen für das Internet der Dinge (IoT) sind riesig – viele der für das IoT entwickelten Endgeräte dagegen sind klein. Ein winziger Mikrocontroller kann hier Abhilfe schaffen.

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Kleiner Baustein, große Wirkung: Die Kinetis mini MCUs im WLCSP-Gehäuse (Wafer-Level Chip-Scale Package) kommen von Freescale
Kleiner Baustein, große Wirkung: Die Kinetis mini MCUs im WLCSP-Gehäuse (Wafer-Level Chip-Scale Package) kommen von Freescale
(Bild: VBM-Archiv)

Wenn wir an IoT-Projekte für die nächste Welle von tragbaren und vernetzten Geräten denken, denken wir an Produkte, die klein, funktionstüchtig, leistungsstark und Strom sparend sind – und das entspricht genau den Worten, mit denen die Kinetis mini MCUs von Freescale beschrieben werden.

Diese eignen sich ideal für die Realisierung portabler IoT-Produkte der nächsten Generation. Viele Entwickler konzentrieren sich bei der Erarbeitung ihrer IoT-Konzepte in erster Linie auf Rechenleistung, Sensorfunktionen und Kommunikationsprotokolle.

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Gleich klein anfangen ...

In vielen Fällen aber ist die Realisierung eines Projekts ohne winzige (mini-) Bausteine praktisch überhaupt nicht möglich. Und mit steigenden Anforderungen und einer immer höheren technischen Komplexität wächst auch die Größe der Produkte - es sei denn, die Hersteller ergreifen die Chance, bei der Entwicklung auch gleich von vorneherein eine Bauraumoptimierung vorzunehmen.

Intelligente tragbare Geräte verdrängen nach und nach herkömmliche PCs und andere elektrische Geräte, und das wiederum bedeutet, dass man modernste Gehäuse benötigt, wenn man leistungsfähige Applikationen in einem Platz, Kosten und Strom sparenden Format realisieren möchte. Mit Kinetis mini MCUs im WLCSP-Gehäuse (Wafer-Level Chip-Scale Package) nutzt Freescale einmal mehr seine technologische Innovationskraft und erlaubt so die Integration komplexer Funktionalität auf kleinstem Raum.

Die Kinetis mini MCU verleiht dem Begriff 'klein' eine neue Dimension. Das Kinetis KL03 Chip-Scale-Gehäuse mit nur 1,6 mm x 2,0 mm beherbergt den weltweit kleinsten ARM-basierten MCU-Baustein. Er ist 35% kleiner als alle anderen ARM-basierten 32-Bit-MCUs. So klein, dass er in der Delle (Golfprofis nennen diese auch 'Dimple') eines Golfballs verschwindet. In der Tat würden mehr als 20.000 davon in einen normalen Golfball passen.

... und neue Funktion zeitnah nachladen

Kleinere Chips aber stehen nicht notwendiger Weise für geringere Funktionalität, zumindest nicht nach den Maßstäben von Freescale. Chips können klein und intelligent sein, mit optimalem Leistungsdurchsatz und bereits auf dem Chip integrierten Schlüsselfunktionen. So können Entwickler noch einmal ein gutes Stück Bauraum einsparen. Immer mehr Ingenieure entscheiden sich von vorneherein für eine 32-Bit-MCU-Architektur, weil sich damit komplexe Algorithmen, Kommunikationsstacks und Bedienschnittstellen besser unterstützen lassen.

Durch die Integration von Speicher, leistungsstarken Timern und einer ganzen Reihe von Kommunikationsschnittstellen auf dem Chip wartet die mit einem 48 MHz ARM Cortex-M0+-Kern ausgestattete Kinetis KL03 MCU mit mehr Funktionalität und GPIOs auf als die Lösungen der Konkurrenz. Sie ist darüber hinaus der erste Kinetis L-Baustein mit integriertem ROM-Bootloader für problemlose Flash-Upgrades. Dieser Chip ist in der Tat winzig und funktionsgeladen zugleich.

Kleiner Baustein. Große Wirkung.

Entwickler entscheiden sich in der Regel für kleine Bausteine, weil sie etwas Kleines realisieren möchten, und wenn ein Gerät klein sein muss, dann stehen die Chancen gut, dass es portabel ist - und wenn es portabel ist, dann ist es batteriebetrieben und muss daher möglichst energieeffizient sein, um die Laufzeit zwischen zwei Ladezyklen zu maximieren. Eine möglichst hohe Zahl für den Rechendurchsatz pro mA zu erreichen, ist nur einer der vielen Aspekte, die bei der Entwicklung eines Systems berücksichtigt werden müssen, das ohne Kompromisse in puncto Rechenleistung mit möglichst wenig Strom auskommen soll.

Als energieeffiziente ARM-basierte MCU setzt die Kinetis KL03 MCU neue Maßstäbe für das 'Low’ in 'Low Power'. Dank des Strom sparenden ARM Cortex-M0+-Kerns und ihrer intelligenten Low-Power-Architektur kommen die Kinetis KL03-Bausteine im Normalbetrieb mit weniger als 41 µA/MHz aus.

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