A l’occasion du salon Embedded World 2023 qui s’est tenu mi-mars, la société de semi-conducteurs Silicon Labs a dévoilé sous la référence xG27 une famille de puces-systèmes SoC dotées d’une connectivité sans fil et conçues pour les produits IoT les plus compacts. Architecturées autour d’un cœur Arm Cortex-M33, les références BG27 et MG27, compatibles respectivement Bluetooth et Zigbee (ainsi qu’avec des protocoles propriétaires pour les MG27), se distinguent notamment par leurs petites dimensions, réduites à seulement 2,3 x 2,6 mm pour les modèles WLCSP (Wafer-Level Chip Scale Packaging).
Les puces intègrent en outre un convertisseur boost DC-DC, pour un fonctionnement sous une tension de seulement 0,8 V, ainsi qu’un compteur de Coulomb qui permet de surveiller le niveau de la batterie pour éviter son déchargement complet lors de l'utilisation. Côté sécurité, les puces xG27 sont équipées de la technologie Secure Vault de Silicon Labs avec moteur VSE (Virtual Security Engine) pour un démarrage et un débogage sécurisés, renforcés notamment contre les attaques par faute et les tentatives de fraude.
Enfin un mode dit Shelf réduit la consommation d'énergie à moins de 20 nanoampères afin que les produits IoT puissent être transportés et stockés sur étagère tout en maintenant une autonomie presque complète.
Selon Silicon Labs, ces caractéristiques rendent les SoC xG27 adaptés à un usage dans des produits à la taille réduite alimentés sur piles ou batteries comme les appareils médicaux connectés, les dispositifs électroniques portés sur soi, les étiquettes de surveillance d’actifs, les capteurs intelligents et les produits d’électronique grand public simples comme les brosses à dents et les jouets.
Le fabricant de dispositifs médicaux Lura Health, qui a participé au programme alpha pour la puce BG27, a ainsi choisi ce SoC pour un nouveau produit porté sur soi en développement. Mais contrairement aux dispositifs électroniques les plus courants qui sont portés au poignet ou sur une autre partie du corps, le nouveau moniteur Lura Health peut se glisser dans la bouche d'une personne. L'appareil, si petit qu'il est possible de le coller sur une dent, doit permettre aux dentistes de collecter des données importantes à partir de la salive, données qui permettent de repérer plus de 1 000 problèmes de santé.
« La puce BG27 s’est avérée suffisamment compacte pour que nous puissions développer un capteur IoT plus petit qu'une dent et la consommation d'énergie est suffisamment faible pour que l’autonomie du produit ne soit plus une contrainte, indique Noah Hill, cofondateur et directeur technique de Lura Health. On y trouve aussi suffisamment de mémoire pour stocker un firmware sophistiqué et il dispose de tous les périphériques dont nous avons besoin pour s'interfacer avec nos capteurs. »
A noter que Silicon Labs a pensé aux constructeurs de produits IoT dont certaines versions ne sont pas connectées. A titre d’exemple, dans des applications d’éclairage professionnel, l’application peut ne nécessiter qu’un simple mécanisme de commande de la lumière reposant sur la mesure de la luminosité ambiante ou sur la détection de présence. Bien qu'en théorie, cet aspect semble simple à résoudre, il peut entraîner des problèmes de gestion de stocks, la version non connectée d'un produit étant conçue différemment de la version connectée.
Pour répondre à cette contrainte, Silicon Labs a annoncé, parallèlement aux SoC xG27, la famille de microcontrôleurs 8 bits BB50 qui partagent les mêmes outils et logiciels que les puces 32 bits (comme l’environnement Simplicity Studio et un compilateur 8 bits complet). Et ce tout en étant dotés d’un cœur hautes performances, de modes basse consommation, de diverses options de packaging (avec des tailles comprises entre 2 mm2 et 5 mm2) et de plusieurs centaines d’exemples de code de bas niveau permettant d’ajouter des fonctionnalités à un produit existant avec un effort minimal de développement.
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