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Halbleiterfertigung Apollo-MCU von Ambiq Micro definiert „Low Power“ neu

Autor / Redakteur: Holger Heller / Nico Litzel

Mit der Apollo-Serie kündigt Ambiq Micro vier Ultra-Low-Power-Mikrocontroller auf Basis des 32-Bit ARM Cortex-M4F Cores an. Das eigens entwickelte Sub-Threshold-Design soll für niedrigste Stromaufnahme sorgen.

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Mike Salas, Ambiq Micro: "Unsere SPOT-Plattform betreibt Transistoren auf einem Sub-Threshold-Spannungspegel von unter 0,5 V"
Mike Salas, Ambiq Micro: "Unsere SPOT-Plattform betreibt Transistoren auf einem Sub-Threshold-Spannungspegel von unter 0,5 V"
(Bild: VBM-Archiv)

In realen Anwendungen soll die Stromaufnahme der Apollo-MCUs 5- bis 10-mal geringer sein als bei anderen MCUs mit vergleichbarer Leistungsfähigkeit, verspricht Mike Salas, Vice President Marketing bei Ambiq Micro. Wearables und andere batteriebetriebe Anwendungen profitierten damit von einer wesentlich längeren Betriebsdauer. Die drastische Reduzierung des Stromverbrauchs basiert auf Ambiqs patentierter SPOT-Plattform (Sub-Threshold Power Optimized Technology).

Einzigartig ist laut Salas, dass Apollo MCUs sowohl im Aktiv- als auch im Sleep-Modus den Stromverbrauch optimieren. Sie verbrauchen nur 30 µA/MHz bei der Befehlsausführung aus dem Flash und bieten im Sleep-Modus einen durchschnittlichen Stromverbrauch von nur 100 nA. Der niedrige Stromverbrauch beeinträchtigt dabei nicht die Leistungsfähigkeit. Der ARM Cortex-M4F Core bietet mit seiner Präzisionsfließkommaeinheit die Rechenleistung, die für Anwendungen im Internet der Dinge (IoT) erforderlich ist. Hier steigt der Rechenaufwand aufgrund von immer mehr Sensoren, Audioquellen und Automatisierungstechnik.

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Die Apollo MCUs arbeiten mit bis zu 24 MHz Taktfrequenz. Sie bieten bis zu 512 kB Flash und 64 kB RAM zur Aufnahme von Funk- und Sensorfunktionen, zusätzlich zum Anwendungscode. Die Kommunikation mit Sensoren, Funkeinrichtungen, anderer Peripherie und einem optionalen Host-Prozessor erfolgt über I²C/SPI-Ports und einen UART. Ebenfalls integriert sind ein 10-Bit, 13-Kanal, 1 MS/s ADC und ein Temperatursensor mit ±2 °C Genauigkeit.

Die SPOT-Plattform von Ambiq betreibt Transistoren auf einem Sub-Threshold-Spannungspegel (unter 0,5 V), anstatt Transistoren zu verwenden, die auf den vollen „Ein“-Pegel (Logische 1) mit 1,8 V geschaltet werden. Die Technologie nutzt den Leckstrom „ausgeschalteter“ Transistoren (Logische 0), um Berechnungen im Digital- und Analogbereich durchzuführen. Die patentierte Technik wird laut Salas in einem Standard-CMOS-Prozess umgesetzt und ist unempfänglich gegenüber Rauschen, Temperaturschwankungen und Prozessabweichungen, wie sie bei früheren Sub-Threshold-Schaltvorgängen auftreten. Die stromsparenden Echtzeit-Takt-ICs AM08x5 und AM18x5 von Ambiq Micro sind auf Basis dieser Plattform bereits seit 2013 auf dem Markt.

Dieser Artikel ist ursprünglich bei unserer Schwesterpublikation ELEKTRONIKPRAXIS erschienen. Verantwortlicher Redakteur: Holger Heller

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