ハンドブック「beekeeper」またはマイクロコントローラーEFM8 Beeに関する質問に答えます

EFM8 Beeファミリのマイクロコントローラは日々人気が高まっており、定期的に回答しなければならない一般的な質問のリストが既にあります。 ETFエンジニアに質問するのが恥ずかしい人が検索エンジンで答えを見つけられるように、ここに配置することにしました。



EFM8 Beeマイクロコントローラーに慣れていない読者のために、これらの水晶の主な機能の概要を簡単に説明し、すでに生じている質問に答えます。EFM8Beeマイクロコントローラーの機能は何ですか？



EFM8 Beeマイクロコントローラーは、それぞれ独自の特徴を持つBusy Bee、Sleepy Bee、Universal Bee、Laser Beeの4つの蜂ファミリーで表されます。 根拠

EFM8 Beeは、51番目のプロセッサ命令システムでCIP-51プロセッサコアを構築しました。これとは対照的に、命令の70％以上がシステムクロック周波数の1-2サイクルで実行されます-よく知られているC8051Fxxxマイクロコントローラと同じです。



ブランドの複雑さやミツバチとの類推に入らずに、これらの結晶の重要な特徴とその技術的特徴を考慮します。

1. EFM8 Busy Beeシリーズ

チップのコストに重点が置かれている、最も予算の厳しい一連の水晶。 最も安価なマイクロコントローラーのコストは、年間1万件以上のプロジェクトの場合、VATなしで0.21ドル（VATを含めて0.25ドル）です。



シリーズは3つの定規に分かれており、合計すると次の特性を区別できます。

• 最大50 MHzのクロック周波数で最大50 MIPSの最大パフォーマンス。
• フラッシュメモリ：最大64 kB。
• RAM：最大4352バイト。
• 汎用入出力ライン：最大29;
• ADC：最大サンプリング周波数が毎秒350万サンプルの12ビット。
• 最大4つの12ビットDAC。
• 5V降圧レギュレータ> 3.3V。

2. EFM8シリーズSleepy Bee

バッテリー駆動のアプリケーションを対象とした一連のクリスタル。 同じメーカーの32ビットEFM32マイクロコントローラーと同様の消費電力パラメーターがありますが、「インテリジェント」な動作モードと実装されていない周辺機器は大幅に少なくなっています。 EFM8 Sleepy Beeの利点は、水晶の低コストと開発の容易さです。



このシリーズは2行に分かれており、次の特徴的な機能があります。

• 最大25 MHzのクロック周波数で最大25 MIPSの最大パフォーマンス。
• タッチキーボード用のハードウェアコントローラー。
• アクティブ消費電流：14 MHzからのクロック周波数で88μA/ MHz。
• リアルタイムクロックを使用したスリープモードでの消費電流（内部ジェネレーターからのクロッキング）：1.8 Vで0.3μA、3.6 Vで0.5μA。
• タッチボタンから起動したスリープモードでの電流消費：1μA（平均値）;
• 内部ジェネレーターを使用する場合、ウェイクアップ時間は2μsを超えません。

アナログおよびデジタル周辺機器は、EFM8 Busy Beeに似ています。

3. EFM8 Laser Beeシリーズ

EFM8 Laser Beeシリーズのクリスタルは、アナログ測定のアプリケーション向けです-このシリーズのクリスタルには14ビットADCが搭載されており、72 dBの一般的な信号/ノイズ+歪み（SNDR）レベル、全高調波歪み（THD）-74 dB、ダイナミックレンジを提供します高調波フリー（SFDR）74 dB。 さらに、EFM8レーザービークリスタルは、高い動作クロック周波数を備えた安価なマイクロコントローラーが必要なアプリケーションに適用できます。



EFM8レーザービークリスタルのドライクリスタル性能は次のとおりです。

• 最大72 MHzのクロック周波数で最大72 MIPSの最大パフォーマンス。
• 1秒あたり最大90万サンプルのサンプリング周波数を備えた14ビットの逐次近似ADC。プロセッサコアの関与なしにすべてのADCチャネルで連続的なデータ収集を整理できます。
• 相補的な正弦波信号と任意波形を生成する機能を備えた2つまたは4つの12ビットDAC。
• 調整可能な「反応時間」/「電力消費」比と柔軟な入力信号選択回路を備えた2つのアナログコンパレータ。
• ±3°C以内の誤差で基本測定値を提供し、±0.2°C以内でメーカーが説明した方法を使用する、内蔵の較正済み温度センサー。
• -40°C〜+ 105°Cのシリーズのすべての結晶の動作温度範囲

そして、このシリーズの独自性は、提示された特性と価格の組み合わせにあります。

4. EFM8ユニバーサルビーシリーズ

シリーズの名前は、このシリーズのクリスタルに装備されているUSBインターフェースの名前に由来しています。



回線の機能の中から特定できます。

• 低電力モードのUSBデバイスインターフェイス。
• 動作温度と供給電圧の全範囲にわたって外部クオーツなしでUSBを提供する安定したクロックジェネレーター。
• 5 V電圧レギュレータ> 3.3V。追加の電圧レギュレータを使用せずにUSBバスからのデバイスの動作を保証します。
• USB-BCS 1.2仕様に従って充電器に接続するための認識機能。

EFM8 Universal BeeのUSBインターフェースの低電力モードは、スタンドアロンデバイスを操作するために必要であり、相互の電力負荷なしでデータを交換する必要があります。





すべてのEFM8 Beeマイクロコントローラーについて話すと、一般に、スポイラーの下の要約表ではっきりとわかるように、すべてのシリーズの結晶の「充填」がかなり飽和していることに注意できます。





また、すべてのシリーズのマイクロコントローラーに固有の多くの重要な機能があります。

• デジタル周辺機器を外部端子に切り替える目的を変更することにより、プリント回路基板の設計にある程度の柔軟性を提供するデジタルスイッチ（クロスバー）の存在。
• 構成可能なロジックのブロックの存在。各ブロックは、外部信号と内部周辺の信号の接続を備えた組み合わせロジックの最大256個の機能を実装する可能性を提供します。
• EFM8 Beeを使用して製品をシリアル化するタスクを簡素化する、各プロセッサの一意の128ビットID。
• チップで利用可能なインターフェイスの1つを使用してフラッシュメモリにプログラムされたフラッシュローダー。

Busy BeeおよびSleepy Beeシリーズのマイクロコントローラーは、工業用温度範囲と自動車用バージョンの両方で提供され、AEC-Q100標準の要件を満たしています。



ケースは非常にコンパクトです-最大の水晶は48ピンQFPパッケージで入手可能です：









まあ、おそらく、最初の質問「EFM8 Beeマイクロコントローラーの機能は何ですか？」に対する答えが形成され、このファミリのクリスタルを設計に使用することにした開発者の典型的な質問に答え始めることができます。

EFM8結晶が続くC8051FxxxよりもEFM8が大幅に安いのはなぜですか？

構造的には、EFM8はC8051Fxxxラインを継続していますが、設計基準-0.18ミクロン、つまり C8051Fxxxより小さく、そのほとんどは0.35ミクロンテクノロジーを使用して製造されています。 それにもかかわらず、新しい設計基準の下では、C8051F7xxx、C8051F8xx、C8051F9xxシリーズが利用可能であり、その価格はこのファミリの同様のものよりも低くなっています。



また、EFM8クリスタルの低価格は、このファミリを予算タスクに位置付けるメーカーの戦略の一部です。

どこから始めますか？

選択したマイクロコントローラーの主要な機能を評価する段階から、EFM8 Beeのマスターを開始できます。 これは、各EFM8シリーズで利用可能な独自のデバッグボードで実行できます。 これらのボードのコストは、VATを含めて45ドルから55ドルの範囲です。



各ボードには、ファミリーの最も古いマイクロコントローラーがはんだ付けされ、このマイクロコントローラーのすべてのリソースへのフルアクセスを提供するエミュレーター/プログラマーが実装されています。



EFM8および独自のデバッグボードを使用した開発のほとんどの段階のソフトウェアツールとして、統合開発プラットフォームSimplicity Studioを使用することが最適です。 コンポーネントの概要は、 YouTubeのビデオ資料に記載されています 。



選択した水晶を評価するには、Simplicity Studioで利用可能なリソースのいずれかを使用できます。

• 個々の周辺ブロックと水晶の動作モードを示すために作成された既製のデモ例をボードにアップロードします。
• ソースコードで完成した例を使用し、必要に応じて修正します。
• グラフィカルコンフィギュレータの有無にかかわらず、 独自のプロジェクトを作成します 。

使用する開発環境 無料のCコンパイラはありますか？

メーカーが提供するツールは、上記のSimplicity Studio開発プラットフォームです。 ビデオデモを見た後、それをマスターするのがはるかに簡単です。

執筆の日に、Simplicity Studioの2つのバージョンがメーカーのWebサイトからダウンロードできます： バージョン3と新しいバージョン4 。 バージョン3の学習はそれほど難しくありませんが、そのコンポーネントは更新されなくなり、バージョン4はすべての新しいソフトウェアコンポーネントとドキュメントを統合します。 Simplicity Studioバージョン4の新しいリリースごとに、作業の難易度は低下しています。



任意のバージョンのSimplicity Studioをインストールした後、 バージョン3およびバージョン4のビデオに示されているように、必要なコンポーネントを再インストールする必要があります。



その結果、Simplicity Studioは、作業に必要なすべてのコンポーネントとともにインストールされます。 EFM8の場合、これには8051アーキテクチャの事実上の標準であるプロフェッショナルKeilコンパイラが含まれ、そのコマンドシステムはCIP-51 EFM8マイクロコントローラのコアに組み込まれています。 EFM8 Beeマイクロコントローラーの無制限ライセンスは、KeilのWebサイトで登録すると無料で利用できます。



Simplicity Studioバージョン3でライセンスを取得するには、「セットアップタスク」ダイアログボックスでEFM8 Beeのコンポーネントをインストールした後、登録フォームに移動する必要があります。 Simplicity Studioをインストールする前に、Keilのライセンスが既にインストールされており、Simplicity Studio環境によって正常に「プルアップ」された場合、これは必要ない場合があります。 チェックとして、プロジェクトのコンパイルを開始し、コンパイラの出力を確認できます。最後の行に「C51 COMPILER V9.53.0.0-SN：xxxxx-xxxxxx」というエントリが含まれている場合、ライセンスは不要です。



Simplicity Studioバージョン4では、Simplicity Studio内のコンパイラーが既存のライセンスを見つけられない場合、プロジェクトを最初にコンパイルするときに、ライセンスを取得するためのダイアログボックスが表示されます。



プロジェクト実装の代替アプローチとして、Silicon Labsはmbedプラットフォームの使用も提供しています。mbedプラットフォームの機能については、企業ブログで以前に説明しました 。

ソフトウェアライブラリとは何ですか？

すべてのEFM8 Beeシリーズのクリスタルには、クリスタルの内部周辺用のドライバーと、独自のデバッグボードにあるコンポーネントをサポートするBSPを含むライブラリのセットが提供されています。



プロジェクトをゼロから作成するか、Simplicity Studioのサンプルからダウンロードする場合、最新バージョンのSDK（既に複数ある場合）を選択する必要があります。その後、プロジェクトに必要なモジュールを追加するには、Simplicity Studioグラフィカルシェルの機能を使用します-プロパティの必須コンポーネントの横にあるチェックボックスをオンにします[C / C ++ Build]> [Project Modules]セクションのプロジェクト-スポイラーの下の図に示すように。





EFM8 SDKのドキュメントはdevtools.silabs.comからオンラインで入手できます。

マイクロチップ、デバッグツール、ソフトウェアのドキュメントはどこで入手できますか？

フィルタリングに関するドキュメントの最も完全で最新のリストは、メーカーのウェブサイトで入手できます。 このリストには、EFM8シリーズのクリスタルだけでなく、内部組織に類似したマイクロコントローラーC8051Fxxx用に作成されたドキュメントも含まれています。



使用されているチップとデバッグキットのドキュメントの検索を容易にするために、製造業者はSimplicity Studioシェルから直接それらへのアクセスを手配しました。 しかし、執筆時点では、これに関していくつかの留保があります。

• Simplicity Studioバージョン3では、ドキュメントへのアクセスとその検索が便利に整理され、ドキュメント自体はローカルにあります-コンピューターのハードドライブ上にあります。 選択したマイクロサーキットおよびデバッグキットのドキュメント、アプリケーションマニュアル、およびサンプルプログラムにアクセスするために、Simplicity Studioのメインウィンドウに対応するボタンが用意されています。 このアクセス方法にはマイナスが1つしかありません-Simplicity Studioの4番目のバージョン以降、3番目のバージョンのドキュメントは更新されていません。
• Simplicity Studioバージョン4では、Simplicity Studioのメインウィンドウの上部にある検索バーでドキュメントを検索します。 それは簡単な方法のように思えますが、多くの人にとっては明らかではありません-検索ウィンドウは残りのコンポーネントとは弱く区別されます。 これは、製造元のビデオで詳細に確認できます。 最初に必要なドキュメントを開くと、インターネットからダウンロードされ、その後、ローカルバージョンにアクセスできます。

レイアウトでプロジェクトをデバッグする方法は？

独自のレイアウトでプロジェクトをデバッグするには、EFM8シリーズ専用のデバッグボードを使用するか、55ドルのインサーキットエミュレーター/プログラマーUSBデバッグアダプターを使用します。これはC8051Fxxxクリスタル用に長年製造されており、「ビン」に入っているものもあります。



アプリケーションマニュアルAN124に従って、信号線を正しく接続する必要があります。



ここで、外部プロセッサをデバッグするには、C2デバッグインターフェイスの信号（C2D、C2CK、およびGNDライン）が必要です。 EFM8のリセットピンは、常に同時にC2CK信号ラインです。これが、I / Oポートを節約するためにC2インターフェイスを設計した方法です。 インターフェイスを安定して動作させるには、接続ワイヤをできるだけ短くする必要があります。



独自のレイアウト用に電源を再発明しないために、デバッガーの電源ラインを使用できます-USBデバッグアダプターにはコネクターの10ピンから5Vがあり、デバッグボードにはEXPコネクターから3.3Vと5Vがあります。



独自のデバッグボードを使用して独自のレイアウトをデバッグする場合、外部プロセッサで動作するように構成する必要があります-このため、Simplicity Studioバージョン3のKit ManagerユーティリティまたはデバッグモードセクションのSimplicity Studioバージョン4のメインウィンドウでOUTモードを設定する必要があります-LEDが点灯するはずですDBGコネクタの隣。



独自のレイアウトでEFM8マイクロコントローラーを操作する別の非標準的な方法があります-デバッグ用に、マイクロコンピューターのC2DおよびC2CK信号をデバッグボード上のDebug Outコネクターの7および9ピンに接続し、電源線と共通ワイヤを接続することにより、EFM32マイクロコントローラー用の独自のデバッグボードを使用しますこのコネクタのVTARGETおよびGNDライン。 次に、Debug：OUTモードでデバッグカードを構成し、接続プロパティでターゲットマイクロコントローラーを手動で指定する必要があります。

独自のデバッグボードが正しく機能しません。 プロセッサと通信できません。 どうする

EFM8のデバッグボードの動作における問題の主な原因は、デバッグボードの古い「ファームウェア」です。 更新するには以下が必要です：

• Simplicity Studioのバージョン3では、キットマネージャーを実行し、ボードのファームウェアを更新するように申し出た後、同意します。
• Simplicity Studioのバージョン4では、メインウィンドウの上部に現在のファームウェアバージョンが表示され、その隣に最新バージョンをダウンロードするためのリンクが表示されます。ダウンロード後、新しいファームウェアバージョンがある場合は、ボード上で更新するように提案されます。

ボードとの通信不足は、ファームウェアの違反を示している可能性があります。 この場合、 EFM8およびEFM32マイクロコントローラー用のブランド化されたボードの「再活性化」の指示に従って、ボードを初期化し、ファームウェアを更新する必要があります 。



ボードとの接続はあるが、ボード上のマイクロコントローラーとの接続を確立できない場合、原因はマイクロコントローラー内のプログラムである可能性があり、電源をオンにした直後に、プロセッサーがデバッガーの要求に応答できない状態になります。 たとえば、マイクロコントローラーをディープスリープモードにしたり、クロック設定を誤ったりすると、プロセッサーでのデバッガーの障害につながります。 この場合にマイクロコントローラーを再起動するには、 USBデバッグアダプターが必要です。 アクションのアルゴリズムについては、 community.silabs.comのナレッジベースで説明されています 。



Simplicity StudioがUSBデバッグアダプターを使用して消去に失敗した場合は、 Flashプログラミングユーティリティアプリケーションでこれを行うことができます。Flashの[消去]タブで、フラッシュメモリの内容全体を消去する操作を実行する必要があります 。 このプログラムの消去機能のアルゴリズムは、EFM8およびC8051Fxxxの他のアプリケーションよりも信頼性が高く機能し、マイクロコントローラーを深い「コマ」状態から取り除くことができます。

何か（すべて、何も、私は何を理解していない）が私のために働いています。 質問への回答を探すには？

EFM8マイクロコントローラーの場合、最大量の情報は、community.silabs.comの製造業者によって組織されたコミュニティWebサイトで見つけることができます。 ここには、メーカーの知識ベースと、 マイクロチップとソフトウェアに関するユーザーからの質問への回答の両方があります 。これらは、とりわけメーカーのテクニカルサポートスタッフが回答します。

EFM8マイクロコントローラーを大量生産でプログラムする方法は？

小規模な一連のマイクロサーキットのデバイスのリリースにより、インサーキットエミュレーター/プログラマーDEBUGADPTR1-USBを使用して完成品をプログラムできます。費用は55ドルです。 ソフトウェアシェルとして、一連のユーティリティFlash Programming UtilitiesまたはProduction Programmerを使用できます。 Flashプログラミングユーティリティは、完成したシェルのグラフィカルモードまたはコマンドラインモードで動作できます。これは、.batファイルに配置されるプログラミングスクリプトを作成する場合に便利です。



プログラマーの安価なバージョンとして、上記のプログラマーのオープンエンドバージョンであるToolstickBAを使用できます。これは、VATを含めて30ドルの価格で購入できます。 これにより、取り外し可能な接続をさらに経済的に実行できます。 このプログラマにはエンドコネクタがあり、追加のコネクタなしで対応するコネクタをプリント基板上に提供できます。



バッチ生産量の場合、プログラミングオーバーヘッドの労力とコストが妥当な値を超える場合、Silicon Labsのシリコンプログラミングサービスを使用できます。 5000個からのバッチのサービスのコスト。 0.06 $ /個です。 -0.1 $ /個 フラッシュメモリの量に応じて、VATが含まれます。



また、EFM8マイクロコントローラーにはブートローダーが組み込まれていることを覚えておく必要があります。ブートローダーでサポートされているインターフェイスを接続するためのコネクターが製品にある場合、組み立てられた製品の最終テストの前に、プログラマーなしでマイクロコントローラーのプログラミングを編成できます。 ブートローダーの動作に関する詳細は、 AN945およびそのソフトウェアのアプリケーションマニュアルに記載されています 。



そして、古典的な方法が残っています-パラレルプログラマーを使用して、マイクロチップをボードにインストールする前にプログラムします。 Fiton ChipProgシリーズプログラマーは、EFM8マイクロコントローラーの全ラインをサポートしています。



これは、おそらく、EFM8 Beeマイクロコントローラーで作業を開始するほとんどの開発者に生じる主な質問の全リストです。 その他の質問は、ETF会社の専門家またはウェブサイトcommunity.silabs.comで自分自身の答えを見つけるために対処できます。