物聯網設計中的低功耗

物聯網 (IoT)將射頻 (RF) 無線連接和智能傳感器結合在一起。結合低功耗微控制器 (MCU)，物聯網正在推動新的進步，使社會蓬勃發展。

最好的物聯網設計結合并匯集了許多所謂的物聯網設計的三個 C。首先是可靠的連接。憑借一流的范圍和互操作性，這種連接提供了卓越的消費者體驗。第二個是計算。物聯網優化的 MCU 解決方案在邊緣提供安全性、能效和數據智能，同時支持引人入勝的人機界面 (HMI)。最后一個是創建。設計人員致力于創建一個靈活的開放式架構平臺，使設計人員能夠從預配置構建塊的綜合菜單中打造獨特的、面向未來的物聯網系統。

柏

我住在得克薩斯州，一片開闊的天空。開闊的天空是自由的標志。由于英飛凌科技旗下的賽普拉斯半導體公司 (Cypress) ，同樣的原則也適用于物聯網開發。

Cypress 是為世界上最具創新性的汽車、工業、家庭自動化和家電、消費電子和醫療產品提供高級嵌入式系統解決方案的領導者。Cypress 的可編程片上系統 (PSoC? )、通用微控制器、模擬集成電路 (IC)、無線和基于 USB 的連接解決方案以及可靠的高性能存儲器產品可幫助工程師設計差異化產品并讓他們市場第一。賽普拉斯擁有設計人員自由開發一系列物聯網應用程序所需的一切。

賽普拉斯在連接、計算和軟件方面的專業知識使他們能夠獨特而全面地了解物聯網設計的復雜性，并能夠為客戶提供全面的解決方案。賽普拉斯制定了一個多方面的路線圖，其中包括安全的計算和連接解決方案以及新的物聯網開發套件。此外，這些產品提供改進的標準應用程序編程接口 (API)、增強的工具和支持、擴展的合作伙伴認證、專門的在線物聯網社區，以及對基于標準的安全計劃的更多投資，以幫助統一不斷增長的市場。

PSoC? 6單片機

新興的 IoT 設備需要更高的處理能力和安全性，而不會增加功率或成本。Cypress 的 PSoC ? 6 微控制器產品組合專為物聯網而構建（圖 1）。PSoC 6 彌合了昂貴、耗電的應用處理器與低性能微控制器 (MCU) 之間的差距。超低功耗 PSoC 6 MCU 架構——低至 22μA/MHz ( Cortex? -M4) 和 15μA/MHz (Cortex? -M4 )-M0+) 在有源功率模式下——提供物聯網設備所需的處理性能，消除功率和性能之間的權衡。PSoC 6 MCU 包含一個雙中央處理器 (CPU) 架構，兩個 CPU 都在一個芯片上。它有一個用于高性能任務的 Arm Cortex?M4 和一個用于低功耗任務的 Arm Cortex?M0+。借助內置的安全性，您的物聯網系統將得到保護。PSoC 6 在不犧牲性能的情況下降低了功耗，延長了電池壽命。

PSoC ? 6 MCU 產品組合包含高性能、超低功耗和安全的 MCU 平臺，專為物聯網應用而構建，有四個主要產品系列。

PSoC 61：可編程線路

PSoC 62：性能線

PSoC 63：連接線

PSoC 64：Security Line（即將發布。PSoC 64 建立在 PSoC 的傳統基礎上，帶有抽象物聯網安全的附加固件，因此工程師可以專注于他們的差異化應用。）

圖 1：PSoC 6 MCU 框圖。（來源：賽普拉斯）

性能線

Cypress 的 PSoC 62 性能系列結合了 Arm Cortex-M4 和 Arm Cortex-M0+ CPU，具有低功耗閃存技術、可編程數字和模擬資源，以及適用于觸摸和接近應用的一流 CapSense 技術（圖 2). 它專為物聯網應用而設計，例如可穿戴設備、智能家居、工業物聯網 (IIoT)、便攜式醫療設備等。

Wi- Fi? Bluetooth? Pioneer套件

Cypress 的 PSoC 62S2 Wi-Fi ? BT Pioneer 套件（圖 3）支持使用 PSoC 62 系列 MCU 評估和開發應用。這個低成本的硬件平臺支持基于 CYW43012（CYW43012 Wi-Fi +藍牙?組合芯片）的 PSoC 62 MCU 和 Murata 1LV 超小型 2.4GHz/5.0GHz WLAN 和藍牙?功能模塊的設計和調試。PSoC 62S2 Wi-Fi ? BT Pioneer 套件提供與 Arduino 擴展板的兼容性。該板具有一個 PSoC 6 MCU 和一個 CYW43012 Wi-Fi/藍牙組合模塊。

圖 3：Cypress 的 PSoC 62S2 Wi-Fi BT Pioneer 套件支持使用 PSoC 62 MCU評估和開發 Wi-Fi 和藍牙?解決方案。（來源：貿澤電子）

Cypress CYW43012 是一款 28 納米超低功耗器件，支持單流、雙頻 IEEE 802.11n 兼容 Wi-Fi MAC/基帶/無線電和藍牙 5.0 BR/EDR/LE。使用 ModusToolbox ?開發和調試 PSoC 6 MCU 項目。

ModusToolbox?軟件環境

ModusToolbox ?是一套多平臺開發工具和一套全面的 GitHub 托管固件庫。它們共同為創建融合 MCU 和無線系統的客戶提供身臨其境的開發體驗。

固件庫包括用于賽普拉斯 PSoC 6 和藍牙 SoC 套件的易于定制的板級支持包 (BSP)、一套全面的中間件庫——支持行業領先的功能，如 CapSense ?、網狀網絡和低功耗助手 (LPA)——以及市場上功耗最低、最可靠的 Wi-Fi。這一切都帶有一組令人印象深刻的經過全面測試和有用的代碼示例應用程序。

由于功耗是嵌入式設備的一個關鍵操作因素，因此出色的賽普拉斯 LPA 功能旨在使設計人員能夠配置 PSoC 6 主機和 WLAN（Wi-Fi/BT 無線電）設備以提供低功耗功能。該框架提供了一種統一、低開銷、用戶友好的方式來配置、連接和操作各種 MCU、Wi-Fi 和 BT 應用程序的多個任務和案例。

Low Power Assistant 庫是一款易于使用、可配置的軟件，需要應用程序中的零代碼行。它無縫集成到其他庫中，例如無線連接管理器，當啟用某個功能時，該庫會自動包含初始化和運行該功能所需的代碼片段（圖 4）。

圖 4：低功耗助手 (LPA) 頁面的屏幕截圖。

ModusToolbox 正在迅速將自己打造為最具適應性的物聯網開發系統，包括精心打包的解決方案以支持當今使用的流行生態系統和云管理工具。

Arm Pelion ?云管理和 Mbed ?操作系統

亞馬遜網絡服務 (AWS) 物聯網和 FreeRTOS ?

賽普拉斯 AnyCloud 物聯網

結論

賽普拉斯的 PSoC 6 MCU 是一種高性能、超低功耗和安全的 MCU 平臺，專為物聯網應用而構建。借助 ModusToolbox 中的支持軟件，開發人員可以創建低功耗、安全的云連接設計。

Paul Golata 于 2011 年加入貿澤電子。作為一名高級技術專家，Paul 通過推動戰略領導、戰術執行以及先進技術相關產品的整體產品線和營銷方向，為貿澤的成功做出了貢獻。他通過提供獨特而有價值的技術內容，為設計工程師提供電氣工程領域的最新信息和趨勢，促進并提升貿澤電子作為首選分銷商的地位。

在加入 Mouser Electronics 之前，Paul 曾在 Hughes Aircraft Company、Melles Griot、Piper Jaffray、Balzers Optics、JDSU 和 Arrow Electronics 擔任過各種制造、營銷和銷售相關職務。他擁有 DeVry 理工學院（伊利諾伊州芝加哥）的 BSEET；佩珀代因大學（加利福尼亞州馬里布）的工商管理碩士學位；來自西南浸信會神學院（德克薩斯州沃思堡）的 MDiv w/BL；以及西南浸信會神學院（德克薩斯州沃思堡）的博士學位。

審核編輯黃宇