Hochintegrierter SiP-Baustein für stromsparende LIN-Anwendungen
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Fortsetzung des Artikels von Teil 1
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Beim Power-down-Modus, bei dem die meisten Module des Mikrocontrollers abgeschaltet sind, bleiben die in LIN-Anwendungen am häufigsten benötigten Aufweck-Quellen dennoch aktiv. So kommt es häufig vor, dass der Mikrocontroller zyklisch aufgeweckt werden muss, um Schalter abzufragen oder LEDs zu schalten. Dazu bietet sich der im AVR integrierte Watchdog an, der so konfiguriert werden kann, dass nach Ablaufen statt eines Reset ein Interrupt generiert wird, der den AVR aufweckt. Der Strombedarf des Mikrocontrollers im Power-down- Modus ist davon abhängig, ob ein zyklisches Aufwecken gewünscht ist oder nicht. Mit deaktiviertem internen Watchdog liegt die typische Stromaufnahme bei lediglich 180 nA. Selbst im Aktiv-Zustand des Watchdog-Timers liegt der Strombedarf bei nur 7 μA.
Weckt der SBC den Mikrocontroller, muss dieser entscheiden können, ob ein Wake-up-Signal über LIN oder ein lokaler Wake-Up die Ursache war. Damit der Controller diesen Unterschied feststellen kann, wird jeder vom SBC initiierte Aufweckvorgang durch ein Low-Signal am RXD-Pin angezeigt. Dies kann der Mikrocontroller in jedem seiner Stromsparmodi detektieren, indem er den Pin- Change-Interrupt am entsprechenden Pin aktiviert. Zur Unterscheidung der Wake-up-Quelle dient der TXD-Pin, der entweder auf Low (lokales Wakeup) oder High (Wake-up über LIN) steht. Wenn der Mikrocontroller ein Ereignis feststellt, das ein Aufwecken des LIN-Busses zur Folge hat – etwa ein betätigter Schalter –, kann dieser auch den ATA6624 aufwecken und das Wake-up-Signal über den LIN-Bus senden.
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Flexibilität durch Umschalten der Taktquelle
Eine weitere Funktion des ATtiny167 ist es, dass während des Betriebs die Taktquelle des Mikrocontrollers umgeschaltet werden kann. Mikrocontroller lassen sich meist mit einem externen oder internen Takt betreiben. Der Betrieb mit einem externen Takt ist bei LIN-Anwendungen aus Kostengründen aber nur bei der Realisierung eines Masters notwendig oder wenn die Applikation dies erfordert. Die Genauigkeit des internen 8-MHz-RC-Oszillators entspricht den Anforderungen der LIN-Kommunikation, so dass für die Protokollabwicklung kein quarzgenauer Takt erforderlich ist. Falls die Applikation es erlaubt, kann der interne 8-MHz-Takt durch einen Vorteiler noch reduziert werden, so dass die Stromaufnahme des Mikrocontrollers sinkt. Wenn der Mikrocontroller im Normalbetrieb mit dem internen 8-MHz-Takt läuft, kann er in Phasen, in denen keine zeitkritischen Aufgaben anstehen, auf den internen 128-kHz-Watchdog- Oszillator umschalten und so zusätzlich Strom sparen. Sobald wieder die volle Geschwindigkeit erforderlich ist, kann problemlos zum schnelleren Takt gewechselt werden. Eine De-Glitching- Schaltung sorgt dafür, dass die einzelnen Takte auch asynchron an- oder ausgeschaltet werden können.
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- Automatische Erkennung der Knotenposition
