Renesas svela un nuovo microcontrollore dotato di funzionalità energy harvesting

Renesas svela un microcontrollore dotato di funzionalità energy harvesting, in grado di eliminare la necessità di utilizzare o di sostituire le batterie nei dispositivi IoT. Il nuovo microcontrollore, basato sulla tecnologia di processo sviluppata da Renesas SOTB (Silicon On Thin Buried oxide), consente di ottenere una importante riduzione sia della corrente richiesta nello stato operativo attivo sia della corrente richiesta nello stato operativo di più basso consumo denominato stato di stand-by. Questa combinazione non era disponibile in precedenza nei microcontrollori (MCU) tradizionali.

Questi livelli di corrente estremamente ridotti, richiesti dai microcontrollori basati su tecnologia SOTB, consentono ai progettisti ed ai produttori di sistemi di fare un ulteriore passo avanti nello sviluppo dei propri prodotti eliminando completamente la necessità di utilizzare le batterie in alcune delle proprie applicazioni, grazie all’utilizzo delle tecniche di energy harvesting quali, ad esempio, la luce, le vibrazioni ed il flusso. La disponibilità di tecnologie che richiedono livelli di energia estremamente ridotti combinato con l’utilizzo delle tecnologie energy harvesting possono dare un impulso di crescita alle nuove applicazioni connesse (IoT) senza necessità di manutenzione come quelle degli endpoint intelligenti richiesti in campi applicativi quali, ad esempio, quelle industriali, quelle degli affari, quelle residenziali, quelle agricole, quelle medicali, quelle delle infrastrutture pubbliche, quelle della salute e del fitness, quelle delle scarpe, quelle delle calzature, quelle definite come wearables, quelle degli smart watch e quelle dei droni.

Il primo prodotto commerciale di Renesas che utilizza la tecnologia SOTB, il microcontrollore R7F0E, è un microcontrollore a 32 bit basato su un core Arm Cortex in grado di operare a 64 MHZ così da essere in grado di gestire localmente ed in modo veloce sia l’acquisizione dei dati dai sensori sia l’elaborazione degli stessi per eseguire analisi complesse e per gestire, di conseguenza, le funzioni di controllo. Grazie ad un consumo di corrente di soli 20 uA per MHz e di soli 150 nA nella modalità denominata deep standby queste caratteristiche, che rappresentano lo stato dell’arte nelle applicazioni industriali, corrispondono a circa un decimo di quanto è attualmente disponibile nel mercato dei microcontrollori.

Il microcontrollore R7F0E permette ai progettisti di semplificare l’approccio alle sfide da affrontare durante lo sviluppo di applicazioni con caratteristiche di energy harvesting che debbano essere anche competitive dal punto di vista dei costi. A bordo del dispositivo troviamo un innovativo Energy Harvesting Controller (EHC) configurabile che è in grado sia di rendere il sistema più robusto sia di ridurre la necessità di componenti esterni costosi. Il controllore EHC può essere collegato direttamente a diversi tipi di sorgenti di energia quali ad esempio solare, di vibrazione oppure piezoelettrica proteggendo, allo stesso tempo, il sistema dalle pericolose sovracorrenti all’accensione. Il controllore EHC controlla anche la carica dei dispositivi esterni di accumulo dell’energia quali ad esempio i supercap e le batterie ricaricabili. Grazie ai consumi estremamente ridotti del microcontrollore R7F0E possiamo fare molte altre considerazioni a livello di sistema.

Tre di questi casi includono la possibilità di misurare e di leggere gli ingressi analogici in modo continuo dato che il convertitore analogico–digitale (ADC) richiede una corrente di funzionamento di soli 3 uA; la possibilità di salvare il contenuto di tutti i 256 KBytes di RAM statica a bordo anche durante l’operatività in basso consumo grazie al fatto che la corrente di richiesta per il mantenimento dei dati è di solo 1 nA per ogni kilobyte di SRAM; la possibilità di gestire le funzioni grafiche di conversione dei dati che includono la rotazione, lo scorrimento e la gestione del colore grazie alla presenza di una sofisticata gestione hardware, a basso consumo, per il controllo del display esterno che utilizza la tecnologia Memory In Pixel LCD, questa consente di ridurre quasi a zero il consumo richiesto per mantenere il contenuto dell’immagine sul display.

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