Da Silicon Labs nuovi circuiti integrati per IoT

Silicon Labs rende disponibili due nuove famiglie di circuiti integrati progettate per i dispositivi IoT con fattore di forma ultra-ridotto: la famiglia xG27 di sistemi su chip (SoC) con connettività Bluetooth e l'unità microcontrollore BB50 (MCU).

Progettate per dispositivi IoT con dimensioni ultra-ridotte, le famiglie xG27 e BB50 presentano dimensioni che vanno da 2mm quadrati, circa la larghezza di una mina n. 2 per matite, a 5 mm quadrati, meno della larghezza di una matita n. 2 standard. Questi prodotti offrono ai progettisti di dispositivi IoT efficienza energetica, prestazioni elevate, sicurezza affidabile e, nel caso della famiglia xG27, connettività wireless. Ciò rende la famiglia di SoC xG27 e l'MCU BB50 ideali per minuscoli dispositivi ottimizzati per il funzionamento a batteria, come i dispositivi medicali connessi, i dispositivi indossabili, i tag di monitoraggio delle risorse, i sensori intelligenti, gli apparecchi elettronici consumer semplici come gli spazzolini da denti, i giocattoli e altro ancora.

"I SoC xG27 e le MCU BB50 aiutano gli sviluppatori a creare dispositivi nuovi e straordinari e a semplificare al contempo i processi di sviluppo, il tutto mantenendo i requisiti di bassi consumi e di fattore di forma ridotto per ottenere dispositivi estremamente piccoli", ha dichiarato Matt Johnson, ceo di Silicon Labs.

Il SoC xG27 connette uno dei dispositivi indossabili più piccoli al mondo

La nuova famiglia di SoC xG27 comprende il BG27, per la connettività Bluetooth, e l'MG27, che supporta Zigbee e altri protocolli proprietari. Costruiti attorno al processore ARM Cortex M33, i dispositivi BG27 e MG27 condividono diverse caratteristiche comuni che li rendono il SoC ideale per dispositivi con fattore di forma ridotto, tra cui:

• un package Chip Scale a livello di wafer di appena 2,3 mm x 2,6 mm, ideale per dispositivi compatti e discreti come i cerotti intelligenti, i monitor continui del glucosio, gli elettrocardiografi indossabili e i tag di monitoraggio risorse in vari contesti quali la vendita al dettaglio e l'agricoltura.
• un convertitore DC/DC Boost integrato che consente ai dispositivi di funzionare con batterie a partire da 0,8volt, riducendone così le dimensioni, il fattore di forma e il costo.
• un contatore Coulomb integrato che consente il monitoraggio del livello della batteria per evitarne l'esaurimento durante l'esecuzione delle applicazioni, per un miglioramento dell'esperienza dell'utente e della sicurezza del prodotto.
• la sicurezza avanzata grazie a Silicon Labs Secure Vault con il Virtual Security Engine (VSE), per l'avvio sicuro e la ricerca guasti protetta da attacchi glitch, con la protezione da antimanomissione e con funzionalità aggiuntive pensate per proteggere il dispositivo e i dati degli utenti da minacce informatiche locali e remote.
• la funzione Shelf Mode che riduce i consumi a meno di 20 nano ampère in modo da poter trasportare e conservare i dispositivi sugli scaffali mantenendo la durata della batteria pressoché completa per l'utente finale.

Lura Health, produttore di dispositivi medicali facente parte del programma Alpha per il SoC BG27, ha già selezionato il SoC che costituirà la base del nuovo dispositivo indossabile intelligente in fase di sviluppo. Tuttavia, a differenza di alcuni dei dispositivi più comuni indossati al polso o a contatto con la pelle, il nuovo monitor di Lura Health entra nella bocca di una persona. Per l’esattezza, il dispositivo è così piccolo da essere incollato a un dente. Con questo dispositivo, dentisti e altri medici possono raccogliere dati importanti dalla saliva, che viene utilizzata per testare oltre 1.000 condizioni di salute.

"Il SoC BG27 è straordinario perché è abbastanza piccolo da permetterci di sviluppare un sensore IoT più piccolo di un dente, il suo consumo di potenza è sufficientemente basso da rimuovere il vincolo legato alla durata della batteria del prodotto, è dotato di risorse di memoria sufficienti per archiviare un'applicazione firmware sofisticata, ci consente di eseguire l'analisi dei dati necessaria per ottenere informazioni approfondite da ciò che stiamo monitorando, ed è dotato di tutte le periferiche di cui abbiamo bisogno per interfacciarci con i nostri sensori ", ha dichiarato Noah Hill, co-fondatore e cto di Lura Health. "Abbiamo trascorso centinaia di ore alla ricerca di un microcontrollore in grado di soddisfare le nostre esigenze e il SoC BG27 è l'unica soluzione che risponde a tutti i requisiti."

Il SoC BG27 e il microcontrollore MG27 rendono possibili ed estendono un'ampia gamma di applicazioni e casi d'uso. Potete leggere i post del blog che descrivono in dettaglio come la famiglia xG27 migliora applicazioni quali la casa intelligente e i dispositivi sanitari connessi.

Il nuovo microcontrollore BB50 a 8 bit e le MCU EFM8 BB5 aumentano la flessibilità di progettazione riducendo al contempo i costi e la complessità

Sebbene la tecnologia IoT sia basata sulla connettività, ci sono ancora molti dispositivi che non è necessario connettere e ci sono versioni non connesse di dispositivi connessi.

Ad esempio, nell'illuminazione commerciale, l'applicazione potrebbe richiedere un semplice meccanismo di controllo della luce basato su sensori di luce ambientale o di presenza. Nel settore dei beni di consumo, molti produttori di spazzolini da denti hanno recentemente integrato la connettività all’interno dei propri spazzolini, per fornire agli utenti piccoli promemoria e informazioni sui loro schemi di spazzolamento. Tuttavia, alcuni consumatori preferiscono ancora oggi versioni non connesse del dispositivo e desiderano semplicemente uno spazzolino elettrico.

Mentre questo sembra, in teoria, un problema semplice da risolvere, può portare spesso a un'espansione incontrollata di componenti da tenere in magazzino e di codici SKU da gestire, con la versione non connessa di un prodotto progettata in modo diverso rispetto a quella connessa. Se si aggiungono diversi effetti estetici come il colore o le opzioni sul materiale di rivestimento esterno, in metallo o in plastica, la gestione del magazzino e dei vari progetti diventa ben presto costosa e complessa. Altri dispositivi come i sistemi di illuminazione a LED, le tastiere, i droni, i giocattoli e qualsiasi oggetto dotato di luci lampeggianti o di un motore, richiedono anch’esse un processore per controllare le funzioni essenziali, indipendentemente dal fatto di essere connessi per offrire funzionalità aggiuntive.

Il nuovo microcontrollore BB50 e la più ampia famiglia di MCU BB5x di Silicon Labs aiutano ad affrontare queste sfide con le seguenti risorse:

• tool e software comuni per i componenti a 8 bit e 32 bit, come Simplicity Studio di Silicon Labs e un compilatore a 8 bit completo.
• un core ad alte prestazioni ottimizzato per supportare un gran numero di istruzioni su ciclo singolo allo scopo di migliorare l'efficienza operativa.
• ampie tensioni operative e modalità di funzionamento a basso consumo per applicazioni alimentate a batteria per migliorare l'efficienza energetica a supporto di una grande varietà di dimensioni della batteria.
• diverse opzioni di package che vanno da 2mm quadrati a 5mm quadrati per ottimizzare le esigenze dimensionali.
• centinaia di esempi di firmware che consentono ai clienti di aggiungere facilmente funzionalità a un prodotto esistente a fronte di uno sforzo minimo o nullo di sviluppo del firmware.