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Epson Shipping Samples of a New 16-bit Microcontroller with a Crystal Unit and High-Precision Temperature-Compensated RTC

The S7C17M11 is ideal for applications requiring accurate timekeeping and control under harsh temperature environments


► Zur deutschen Pressemitteilung

Munich, 24. January 2017 - Seiko Epson Corporation (TSE: 6724, "Epson") has begun shipping samples of the S7C17M11, a low-power 16-bit microcontroller with on-chip Flash memory, a crystal unit, and a highly accurate real-time clock (RTC) with a temperature compensation function. Epson plans to produce an initial 300,000 units per month when volume production beings in January 2017.

Precise timekeeping is important for many microcontroller equipped devices such as electricity meters. Accurate meters are essential, for example, in the many countries and regions where power companies charge different rates depending on the time of day. Epson, which boasts both a semiconductor and a quartz crystal device business, has leveraged its strengths to integrate a crystal unit into the S7C17M11 microcontroller package that allows customers to develop accurate timekeeping efficiently even under harsh environmental conditions, such as in outdoor meters.

An ordinary RTC consists of a timekeeping IC that is connected to an external crystal unit. Time is measured based on the frequency of the crystal unit. However, the stability of the crystal unit's oscillation frequency varies by product. Frequency stability, and thus accuracy, is also affected by the temperature of the environment in which it is used. For this reason, when a microcontroller is used in a harsh environment with extreme temperatures or extreme temperature fluctuations, users had to take into account deviations in oscillation frequency caused by temperature changes when they designed their end-products, and sometimes they were unable to achieve the desired timekeeping accuracy.

To address this situation, Epson integrated one of its own high-stability crystal units into the S7C17M11 microcontroller package and developed technology for detecting and correcting frequency deviations caused by temperature changes. The S7C17M11 is accurate to within 10 seconds per month at temperatures between 0°C and 50°C, 13.2 seconds per month between -30°C and 70°C, and 26.4 seconds per month between -40°C and 85°C. Moreover, this integrated, single-chip solution eliminates the need for adjustments, thus reducing customers' development time and reducing the number of discrete components.
The S7C17M11 has a number of other integrated peripheral circuits, including but not limited to Flash memory, a 12-bit AD converter[1], and an LCD driver with a built-in liquid crystal power supply for a 240-segment display. Power consumption in RTC mode is 2.25 µA (typical).

[1] A circuit that converts analog signals to digital signals


Key product features

  1. Built-in circuits that will reduce the number of components in customers’ products, save board space, and shrink software development times
  • A high-accuracy RTC with temperature compensation and a built-in 32.768 kHz crystal unit
  • A 12-bit successive-approximation AD converter that enables connection of common voltage output analog sensors
  • An LCD driver that can directly drive an LCD with up to 240 segments
  • A power switching circuit that monitors the main power supply voltage and can switch to a backup power supply as needed
  • Built-in oscillator circuits (32.768 kHz and 700 kHz fixed-frequency circuits and a circuit that is switchable between 16 MHz, 12 MHz, 8 MHz, and 4 MHz)
  • A supply voltage detector (SVD) circuit that does not require an external power supply supervisor and is accurate to ±2.5% (-40°C to 85°C)
  • A sound generator that supports three octaves, seven notes, and seven rests
  • An IR remote controller capable of infrared remote control output[2]
  1. Interfaces for communicating with cards or connecting to a variety of sensors and devices
  • Equipped with four types of serial interfaces: UART, SPI, I2C, and a smart card[3] interface (ISO 7816-3 compliant)
  • Universal port multiplexers[4] that increase board layout design flexibility


[2] A control circuit for infrared remote control
[3] Cards the size of a credit card and with embedded integrated circuits
[4] A circuit that allows users to flexibly assign I/O functions of peripheral circuits to I/O ports


Product specifications

Product model number S7C17M11
CPU core 16-bit RISC processor + multiplier/divider
Flash memory 128 kilobytes
RAM 8 kilobytes
Operating voltage Guaranteed operating range: 2.5 V - 3.6 V
Current consumption SLEEP Mode (RTC Mode ON): 2.25 μA (typical)
RUN Mode (32.768 kHz): 8 μA (typical)
RUN Mode (8 MHz): 1,500 μA (typical)
32.768 kHz frequency stability 0°C to 50°C: ±3.8 × 10-6 (monthly rate ≤ 10 sec)
-30°C to 70°C: ±5 × 10-6 (monthly rate ≤ 13.2 sec)
-40°C to 85°C: ±10 × 10-6 (monthly rate ≤ 26.4 sec)
LCD driver 136 segments max. (34 SEG x 4 COM)
192 segments max. (30 SEG x 6 COM)
240 segments max. (30 SEG x 8 COM)
I/O ports 42 max.
Analog-digital converter 8 inputs (12-bit successive-approximation ADC)
Supply voltage detector Voltage detection accurate to ±2.5% (-40°C to 85°C) at 32 levels between 1.2 V and 5.0 V
Serial interfaces UART (4 ch.), SPI (1 ch.), I2C (2 ch., one of which is used to control the high-accuracy RTC), and ISO 7816-3 compliant smart card interface (2 ch.)
Package H4QFP15-100 (16 mm × 16 mm; pin pitch: 0.5 mm)

 

About Epson Europe Electronics GmbH
Epson Europe Electronics GmbH is a marketing, engineering and sales company and the European Headquarters for electronic devices of the Seiko Epson Corporation, Japan.Since 1989 headquartered in Munich/Germany with 50 employees, Epson Europe Electronics GmbH has several European sales representatives and has a European-wide network of distributors. Epson Europe Electronics provides value added services for Semiconductors, Sensors, Sensing Systems and Timing Devices targeted to all markets like industrial, automotive, medical and communication. Epson products are recognized for energy saving, low power, small form factors and rapid time to market. Information about Epson Europe Electronics GmbH is available in the Internet under www.epson-electronics.de

 

About Epson
Epson is a global technology leader dedicated to connecting people, things and information with its original efficient, compact and precision technologies. With a lineup that ranges from inkjet printers and digital printing systems to 3LCD projectors, smart glasses, sensing systems and industrial robots, the company is focused on driving innovations and exceeding customer expectations in inkjet, visual communications, wearables and robotics.Led by the Japan-based Seiko Epson Corporation, the Epson Group comprises nearly 73,000 employees in 91 companies around the world, and is proud of its contributions to the communities in which it operates and its ongoing efforts to reduce environmental impacts. http://global.epson.com/

 

Epson gibt die Markteinführung eines neuen 16-bit Flash-Mikrocontrollerbausteins mit integriertem Taktgeber und hochgenauer temperaturkompensierter RTC bekannt

Der S7C17M11 eignet sich besonders gut für Anwendungen, die eine hoch genaue Zeitmessung auch unter schwierigen Temperaturbedingungen benötigen

München, 24. Januar 2017 - Die Seiko Epson Corporation (TSE: 6724, „Epson“) gibt die Markteinführung und die Musterproduktion eines sehr stromsparenden 16-bit Flash-Mikrocontroller S7C17M11 mit integriertem Taktgeber und sehr genauer Echtzeituhr (RTC) mit Temperaturkompensation  bekannt. Epson plant die Serienproduktion im Januar 2017 mit Stückzahlen von ca. 300.000 Bausteinen pro Monat.

Eine präzise Zeitmessung ist bei vielen Entwicklungen mit Mikrocontrollern wichtig, die in Anwendungen wie z.B. Stromzählern verbaut werden sollen. Genaue Messungen bei Verbrauchszählern sind z.B. gerade in den Regionen und Ländern wichtig in denen Energieversorgungsunternehmen abhängig von der Tageszeit unterschiedliche Gebührensätze erheben. Epson kann sich dabei darauf berufen sowohl eigenes Halbleiter- als auch eigenes quarzbasiertes Taktgeber-Geschäft zu besitzen und nützt diesen Vorteil um den S7C17M11 mit integriertem Quarz anzubieten. Das erlaubt dem Kunden eine genaue Zeitmessung mit einer Single-Chip Lösung auch effizient unter schwierigen Umgebungsbedingungen durchzuführen wie z.B. bei Verbrauchszählern im Außenbereich.   

Eine gewöhnliche Echtzeituhr besteht aus einem integrierten Schaltkreis für die Zeitmessung an den ein externer Taktgeber/Quarz angeschlossen ist. Die Zeit wird dabei abhängig von der Frequenz des Taktgebers gemessen. Die Stabilität der Oszillatorfrequenz der Taktgebereinheit variiert jedoch innerhalb der Produktionslose. Zusätzlich wird die Stabilität der Oszillatorfrequenz und damit deren Genauigkeit von der Umgebungstemperatur bestimmt, in der der Taktgeber eingesetzt wird. Aus diesen Gründen sollte sich der Anwender bewusst sein, dass Abweichungen bei der Oszillatorfrequenz in den jeweiligen Endprodukten von Temperaturänderungen verursacht werden können. Die gewünschte Genauigkeit für die Zeitmessung kann nicht erreicht werden wenn ein Mikrocontroller unter schwierigen Umgebungsbedingungen bei extremen Temperaturen oder extremen Temperaturschwankungen betrieben wird.

Um dieser Situation entgegenzuwirken baute Epson einen eigenen, sehr stabilen Quarz in den S7C17M11 Mikrocontroller ein und entwickelte ein Verfahren für das Erkennen und Korrigieren von Frequenzabweichungen die von Temperaturschwankungen verursacht werden. In einem Temperaturbereich von 0°C bis 50°C variiert die Zeit der S7C17M11 max.  10 Sekunden pro Monat, in einem Temperaturbereich von -30°C bis 70°C sind es 13.2 Sekunden pro Monat und in einem Temperaturbereich von -40°C bis 85°C nur 26.4 Sekunden pro Monat. Darüber hinaus benötigt der S7C17M11 Mikrocontroller keinen weiteren Frequenz/Temperatur-Abgleich, dies führt zu kürzeren Entwicklungszeiten und  die Zahl der externen Komponenten wird dadurch minimiert.

Der S7C17M11 besitzt neben Flashspeicher auch eine Reihe weiterer eingebauter Schnittstellen und Peripherie wie einen 12-bit A/D Wandler[1] sowie einem LCD Treiber mit integrierter Spannungsversorgung für ein segmentiertes Display mit bis zu 240 Segmenten. Der Stromverbrauch im RTC Betrieb beträgt typischerweise 2.25µA.

[1] Ein Schaltkreis der analoge Signale in digitale Signale umwandelt

Besondere Merkmale des S7C17M11

1. Eingebaute Schaltkreise damit die Anzahl externer Komponenten reduziert, Platz auf der Leiterplatte eingespart und Softwareentwicklungszeit verkürzt werden kann

  • eine sehr genaue Echtzeituhr mit Temperaturkompensation und ein eingebautem 32.768kHz Taktgeber
  • ein 12-bit A/D Wandler basierend auf dem Sukzessive-Approximation Verfahren, an dem Analogsensoren mit gleicher Ausgangsspannung angebunden werden können
  • ein LCD Treiber, um ein LCD mit bis zu 240 Segmenten anzusteuern
  • ein Schaltkreis zur Überwachung der Versorgungsspannung und der Möglichkeit bei Bedarf auf eine alternative Spannungsversorgung umzuschalten
  • eingebauter Oszillator (32.768kHz und 700kHz als feste Frequenzschaltkreise und ein Schaltkreis umschaltbar zwischen 16MHz, 12MHz, 8MHz und 4MHz)
  • ein Schaltkreis zur Überwachung der Versorgungsspannung (SVD) mit einer Genauigkeit von ± 2.5% (-40°C bis 85°C) der ohne weitere externe Stromversorgungsüberwachung auskommt
  • ein Sound Generator
  • ein Remote Controller Schaltkreis zur Ansteuerung einer IR-Fernbedienung[2]

2. Schnittstellen, um mit Karten ähnlich der Größe einer Kreditkarte zu kommunizieren oder verschiedenste Sensoren und Geräte anzubinden

  • ausgestattet mit 4 verschiedenen Arten von seriellen Schnittstellen: UART, SPI, I²C und einer Schnittstelle für Chipkarten[3] (ISO7816-3 konform)
  • Universal-Port-Multiplexer[4], die beim Board-Layout ein höheres Maß an Gestaltungsfreiheit bieten

[2] Ein Schaltkreis für eine Fernbedienfunktion
[3] Kartenanwendung ähnlich der Größe einer Kreditkarte und mit eingebauten elektrischen Schaltkreisen
[4] Ein Schaltkreis der es dem Anwender erlaubt I/O Funktionen sehr flexibel einzelner Peripherie zuzuweisen


Spezifikation

Produktname  S7C17M11
Kern CPU  Original Epson 16-bit RISC Prozessor mit Multiplizierer/Dividierer
Integriertes ROM  128 kB Flash ROM
Integriertes RAM  8 kB
Versorgungsspannung  Garantierter Betrieb von  2.5V – 3.6V
Stromaufnahme  SLEEP Modus (RTC aktiv) 2.25µA (typisch)
RUN Modus (32.768 kHz) 8.0µA (typisch)
RUN Modus (8 MHz) 1500µA (typisch)
Stabilität 32.768kHz Oszillator  0°C bis +50°C: ±3.8 x 10-6 (Abweichung pro Monat: ≤10sec)
-30°C bis +70°C: ±5 x 10-6 (Abweichung pro Monat: ≤13.2sec)
-40°C bis +85°C: ±10 x 10-6 (Abweichung pro Monat: ≤26.4sec)
LCD Treiber  Max. 136 Segmente; 34 SEG x 4 COM
Max. 192 Segmente; 30 SEG x 6 COM
Max. 240 Segmente; 30 SEG x 8 COM
I/O Ports 42 max.
A/D Wandler  8 Eingangs-Ports (12-bit sukzessive Approximation)
Versorgungsspannungserkennung (SVD)  32 programmierbare Stufen (1.2V bis 5.0V) mit einer Genauigkeit von ±2.5% (von -40°C bis +85°C)
Serielle Schnittstellen  SPI  1 Kanal
UART 4 Kanäle
I²C  2 Kanäle wobei ein Kanal zur Kontrolle der RTC benützt wird
Smart Card Interface (ISO7816-3)  2 Kanäle
Versandform  H4QFP15-100 Gehäuse
(16 mm x 16mm und einem Pin Pitch von 0.5mm)

 

Über Epson Europe Electronics GmbH
Epson Europe Electronics GmbH ist eine Marketing-, Engineering- und Vertriebsgesellschaft der Seiko Epson Corporation, Japan. Seit der Firmengründung 1989 ist der Hauptsitz in München. Epson Europe Electronics GmbH hat ca. 50 Mitarbeiter, die den Vertrieb von Epson- Produkten unterstützen. Epson Europe Electronics GmbH vertreibt Produkte in Europa, Mittlerer Osten und Afrika und bietet "value added” Service für Halbleiter, Sensoren, Sensor Systeme und Taktgeber in allen Märkten wie Industrie, Automotive, Medizintechnik und Kommunikationstechnik. Epson Produkte sind bekannt für ”energy saving”, ”low power”, kleinste Baugrößen und einer kurzen Entwicklungs- und Produktionszeit. Informationen zu Epson Europe Electronics GmbH können im Internet unter www.epson-electronics.de abgerufen werden.


Über die Epson Gruppe
Als eines der weltweit innovativsten Unternehmen ist es Ziel von Epson, mit vielfältigen Lösungen für das Büro, das Zuhause sowie für Industrie und Handel Kundenerwartungen immer wieder zu übertreffen. Das Produktangebot basiert auf kompakten, stromsparenden und mit höchster Präzision arbeitenden Epson Technologien und reicht von Tintenstrahldruckern, Drucksystemen und 3LCD-Projektoren bis hin zu Industrierobotern, Smart-Brillen und Sensorlösungen. Die Epson Gruppe gehört zu der japanischen Seiko Epson Corporation und beschäftigt weltweit mehr als 73.000 Mitarbeiter in 91 Unternehmen. Epson ist stolz auf seinen globalen Beitrag zum Umweltschutz und auf das soziale Engagement an den Standorten seiner Niederlassungen.http://global.epson.com/

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