【成功案例】大华无线烟感报警器采用Silicon Labs 32位MCU EFM32HG系列，关断模式仅20nA
日常生活中，无线烟感等烟雾报警器可以帮助人们及时发现起火点，对预防重大火灾事故有着重要的作用。但由于无线烟感报警器，由于采用电池供电，整个系统都需要低功耗，这给电子器件，尤其是主控MCU的选型，带来了挑战。
全球领先的以视频为核心的智慧物联解决方案提供商和运营服务商——浙江大华技术股份有限公司（以下简称：大华股份），携手世强代理的世界知名精密混合半导体器件方案提供商SILICON LABS的超低功耗32位MCU EFM32HG系列作为主控MCU，倾情打造“独立式光电感烟火灾探测报警器”（以下简称：无线烟感）。
Silicon Labs 32位MCU，具有功耗低、性能好、集成度高及系统成本低等优点，大华股份认为，它是无线烟感主控MCU的理想之选。
图1 大华股份采用“32位MCU EFM32HG +NB-IoT”器件的独立式无线烟感火灾探测报警器
图2 采用超低功耗32位MCU EFM32HG系列芯片作为主控器件的无线烟感电路结构框图
一、功耗低。
包括EFM32HG在内的EFM32系列超低功耗32位MCU，通过运用如下3个技术及措施，获得了优秀的低功耗优势：
1、 EFM32HG提供5种功耗模式，功耗模式丰富，且各模式下绝对功耗低。
如下图3，其中，EM4模式下功耗仅20nA。另外，当从EM3深度休眠模式唤醒到EM0全速工作时，仅需2uS、唤醒时间快，同样可以实现低功耗的效果。在此特性下，通过“工作”à “休眠”à唤醒à “工作”à工作模式循环，可使单片机获得极低的平均功耗。
图3 超低功耗32位MCU EFM32HG功耗模式下的功耗及唤醒到EM0模式的时间
2、 外设功耗低，并可通过特有的“外设反射系统”一步降低功耗。
EFM32HG模拟外设，如ADC,12位、500ksps、内部1.25V参考电压，功耗仅345uA，模拟比较器，仅200nA等；而数字外设，如下图3，比如,常用的LEUART，具备串口功能，但功耗仅150nA，RTC，仅100nA。可见，这些外设自身功耗都有相当的优势。
图4 EFM32HG数字外设功耗
另，EFM32HG还提供了“外设反射系统”，在该系统作用下，当EFM32HG处于低功耗模式时，通过外设间的配合，会尽可能地让MCU内核处于休眠状态而不影响外设工作，使得MCU获得更低的平均功耗。 如下图5，就是“外设反射系统”应用实例。
图5 当MCU休眠时、Timer0通过PRS触发ADC0启动采样
3、“Energy Profiler”开发工具，是低功耗设计的强大助手。
为了让工程师在开发EFM32时能够实时掌握功耗情况，Silicon Labs在studio中集成了“Energy Profiler”功耗评估工具（如下图6）。通过同STK共同使用，它可以实时记录功耗曲线，可以标示某一时刻功耗，还可以计算某一段时间的平均功耗。另，它不仅可以测试STK的功耗，还可以通过STK给自己板子供电、从而测试自己板子的功耗。总之，“Energy Profiler”能在系统开发中，让工程师做到对功耗“心中有数、有的放矢”，能从源头把控低功耗设计。
图6 energy profiler
二、集成度高。
如下图7，可以发现超低功耗32位MCU EFM32HG集成了丰富的片上资源，完全可以满足无线烟感的应用需求。
· 丰富的数字外设：UART, LEUART, SPI, IIC, LEUSB（部分）, RTC, timer，等。
· 丰富的模拟外设：ADC, DAC, analog compare，等。
· 丰富的偏上时钟源：HFRCO、LFRCO、ULFRCO、USHFRCO，等。
图7 超低功耗32位MCU EFM32HG内部资源框图
三、系统成本低。
无线烟感使用量庞大，对成本很敏感。超低功耗32位MCU EFM32HG除自身价格不高外（因是主推料），还因自身特性，也可以降低系统成本。
1、功耗低可降低电池成本。
EFM32HG有着优秀的低功耗，为了实现相同的电池使用寿命，这可以让工程师选择容量更低的电池，从而节约了电池使用成本。
2、高集成度可以降低BOM成本。
· EFM32HG片上集成了振荡器，无需外扩时钟芯片，可以降低成本；
· EFM32HG片上集成了电压调节器及复位电路，除比分立器件更省电外，也可以降低BOM成本。
3、EFM32HG支持多种封装形式，其中包含CSP36封装，体积仅3*3mm，可减少PCB面积占用，不仅有助于实现产品小型化，更能降低系统成本。
综上述，世强代理的Silicon Labs 32位MCU EFM32HG系列，具有低功耗、高集成度、系统成本低等优势，可完美应用于无线烟感。除此之外，该MCU还可广泛应用于能源、天然气、水和智能电表、智能家居、卫生和健身应用等领域。
超低功耗32位MCU EFM32HG的典型应用
· 警报和安全系统
· 工业和家庭自动化设备
· 能源、天然气、水和智能电表
· 卫生和健身应用
· 智能家居。
世强是Silicon Labs官方授权一级分销商，也是中国区最大的代理商，全线代理其旗下所有产品。世强致力于硬件研发服务，可提供Silicon Labs EFM32系列MCU芯片在物联网领域的应用解决方案、Demo支持和技术服务等。
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SILICON LABS 32-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 32位MCU选型，频率24MHz~80MHz，Flash存储4kB~2048kB，RAM存储2kB~512kB。
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产品型号
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品类
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系列
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Vdd min（V）
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Vdd max（V）
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Package Type
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Debug Interface
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Cryptography
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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DAC
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USB
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Cap Sense
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LCD
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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UART
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USART
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SPI
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I2C
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I2S
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EMIF
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RTC
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Comparators
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EFM32GG290F512-BGA112
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32位MCU
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EFM32 Giant Gecko
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48
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128
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1.98
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3.8
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BGA112
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10x10
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±2%
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ETM; SW
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AES-128 AES-256
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12-bit, 8-ch., 1 Msps
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12-bit, 2 ch.
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Cap Sense
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Temp Sensor
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7
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3
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2
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1
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RTC
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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SILICON LABS - DEVELOPMENT KITS,MICROCONTROLLER,开发套件,微控制器,SDK,SDK开发包,32-BIT MCU SDK,MCU,单片机,32位MCU SDK,EFM32GG-DK3750,EFM32,EFM32GG11,EFM32WG-DK3850,EZR32,SLSTK3701A,EFM32LG-DK3650,EFM32HG,EFM32G-DK3550,SLSTK3400A
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SILICON LABS - 无线 MCU,无线MCU,WIRELESS MCUS,EZR32HG220FXXR69G-C0,EZR32HG,EZR32HG220FXXR61G-C0,EZR32HG220F64R55G,EZR32HG220 F32,EZR32HG220FXXR67G-C0,EZR32HG220 F64,EZR32HG220FXXR63G-C0,EZR32HG220FXXR60G-C0,EZR32HG220F32R55G,EZR32HG220,EZR32HG220FXXR55G-C0,EZR32HG220FXXR68G-C0,能源,健身应用,建筑自动化,消费电子,卫生应用,水表,家庭自动化,天然气,警报系统,智能电表,安全系统
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SILICON LABS EFM32 Happy Gecko 32-bit Microcontroller选型表
EFM32 Happy Gecko USB-enabled 32-bit Microcontroller
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产品型号
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品类
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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Cap Sense
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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UART
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USART
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SPI
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I2C
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I2S
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EMIF
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RTC
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Comparators
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Vdd min（V）
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Vdd max（V）
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Package Type
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Debug Interface
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EFM32HG108F32G-QFN24
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Microcontroller
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—
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Temp Sensor
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QFN24
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
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Silicon Labs 32位MCU EFM32PG12 具有超低工作模式电流及低功耗模式下的快速唤醒功能。本文介绍在Simplicity Studio环境下使用GNU ARM编译器对程序编译后FLASH，RAM空间的占用情况分析，解释text,data,bss的具体内容。
电子商城
品牌：SILICON LABS
品类：Wireless Gecko SoC
价格：￥8.1764
现货： 93,329
品牌：SILICON LABS
品类：Wireless Gecko SoC
价格：￥10.4994
现货： 75,399
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥27.0929
现货： 62,767
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：126,000
服务
可定制显示屏的尺寸0.96”~15.6”，分辨率80*160~3840*2160，TN/IPS视角，支持RGB、MCU、SPI、MIPI、LVDS、HDMI接口，配套定制玻璃、背光、FPCA/PCBA。
最小起订量： 1000 提交需求>
可定制电感最大电流100A，尺寸最小7 x 7 x 3.0mm到最大35 x 34 x 15.5 mm，工作频率100KHZ ~ 2MHZ，感值范围：0.15 ~ 100uh；支持大功率电感，扁平线电感，大电流电感，高频电感，汽车电感器，车规电感，一体成型电感等定制。
最小起订量： 5000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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