Product News

Epson Develops New 16-Bit Microcontroller with e-Paper Driver

S1C17F63 microcontroller ideal for smart cards with displays and other applications using small e-paper screens


► Zur deutschen Pressemitteilung

Munich, November 20, 2019 - Seiko Epson Corporation (TSE: 6724,"Epson") has developed and begun shipping samples of the S1C17F63, a 16-bit microcontroller unit (MCU) with a built-in driver that is ideal for driving small e-paper displays. Epson plans to produce 500,000 of these MCUs per month.

The market for e-paper displays is expanding. These displays are flexible, offer paper-like legibility, and consume very little power, since no power is needed to keep data on the screen. They are being used in place of liquid crystal displays for everything from e-books and signage to electronic shelf labels and particularly smart cards. In smart cards, one-time password cards and dynamic CVV/CVC*1 cards with security codes that change at regular intervals are seen as a means to provide stronger protection against phishing attacks, which are causing mounting losses as online banking and payments become increasingly common. However, there are problems that need to be addressed with current embedded-display cards, which are susceptible to electronic component damage if bent or subjected to other physical stresses and which have limited battery capacity due to the limitations of the card configuration. 
 
To solve these problems, Epson developed a single-chip microcontroller with built-in driver circuitry engineered specifically for e-paper displays. Since there is no need for external drivers, having built-in drivers reduces the component count, shrinks chip size through optimization of built-in peripheral circuits, and increases card durability. Epson also successfully reduced current consumption in real-time clock operation mode to 120 nA (typ.), a 40% reduction compared to a comparable earlier MCU.*2 The low power draw makes it possible to extend the battery life of the product without increasing battery capacity. Moreover, the extra current can be used to rewrite a display screen, making it possible to shorten the interval between security code updates, thus contributing to enhanced protection.
 
In addition to the display driver circuit, the new MCU offers Flash memory, EEPROM, timers, an A/D converter, and a temperature sensor. The built-in temperature sensor can be used to compensate display quality effects arising from the temperature characteristics of e-paper displays. The sensor can also be used together with a theoretical regulation function*3 to compensate for temperature-induced frequency drift in crystals. Updating passwords requires synchronization between a card terminal and system server, so accurate time measurements that are not affected by the ambient environment increase the security system value of customers.
 
Epson is committed to helping its customers improve the performance of their products with solutions that leverage Epson's efficient, compact, and precision technologies.
 
*1 Codes designed to prevent credit card and debit card fraud. CVC: Card Verification Code (Mastercard) CVV: Card Verification Value (Visa)
*2 Epson’s S1C17F57
*3 A function that compensates crystal frequency deviation without changing external components
 
Notes: See the website below for more information about this product.
 

Product features 

  1. Driver circuit optimized for e-paper displays 
  • 42-segment output
  • Selectable segment, back plane, and top plane output pin assignments
  • Display drive power supply control function
  • Built-in display driving waveform generator
  • Built-in display data memory
  • Built-in temperature sensor 
  1. Low-current real-time clock circuit that extends battery life 
  • 32.768 kHz (typ.) crystal oscillation circuit
  • Operating current 120 nA (typ)
  • Real-time clock (second, minute, hour, day, day of the week, month, and year counters)
  • Day/hour/minute/second, alarm, and programmable periodic timer interrupts
  • A theoretical regulation function that can be used to compensate temperature-induced drift of the oscillation frequency 
 
Product number S1C17F63
CPU core 16-bit RISC processor
Flash memory 32 Kbytes
EEPROM 256 bytes
RAM 2 Kbytes
EPD controller/driver Segment output: 42
Top plane output: 1
Back plane output: 1
Output voltage 48 values
Built-in display drive power supply circuit
Real-time clock Second, minute, hour, day, day of the week, month, and year counters
Automatic leap year compensation
Day/hour/minute/second, alarm, and programmable periodic timer interrupts 
Serial interfaces
SPI
2 channel
I²C 1 channel
UART 1 channel
Smart card interface 1 channel
A/D converter 12-bit successive-approximation ADC
External signal inputs: 7 max.
Internal signal inputs: 1   Connect temperature sensor output
Temperature sensor / reference 
voltage generator circuit
Sensor output can be read by the A/D converter 
The A/D converter reference voltage is selectable (2.0 V, 2.5 V, VDD or external source)
Supply voltage detector 32 levels (1.2 V to 5.0 V)
Timer 16-bit timer: 4 channels     16-bit PWM timer: 2 channels
Watchdog timer
I/O ports Max. 17 bits
Universal port multiplexer: 14 bits
Operating voltage 1.8 V to 5.5 V 
Current consumption Real-time clock mode: 120 nA (typical)
RUN: 5 µA@32 kHz (typ.)
RUN: 120 µA/MHz (typ.)
Package Gold bump chip [bump pitch: 85 µm (min.)]
Aluminum pad chip [pad pitch: 85 µm (min.)] 
QFP15-100 (pin pitch:  0.5 mm) 
 
 

About Epson
Epson is a global technology leader dedicated to becoming indispensable to society by connecting people, things and information with its original efficient, compact and precision technologies. The company is focused on driving innovations and exceeding customer expectations in inkjet, visual communications, wearables and robotics. Epson is proud of its contributions to realizing a sustainable society and its ongoing efforts to realizing the United Nations’ Sustainable Development Goals. Led by the Japan-based Seiko Epson Corporation, the worldwide Epson Group generates annual sales of more than US$10 billion.  global.epson.com/

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 European sales representatives and 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 on the Internet under www.epson-electronics.de

 

Neuer 16-bit Flash-Mikrocontroller mit integriertem EPD Treiber von Epson 

München, 20. November 2019 - Der S1C17F63 Mikrocontroller zielt auf Anwendungen ab wie z.B. Kreditkarten mit Displays und eine Vielzahl von Produkten mit kleineren EPD Displays

Die Nachfrage nach segmentierten E-paper Displays wird zunehmend größer. E-paper Displays besitzen die Eigenschaft, dass sie flexibel sind, eine sehr gute Lesbarkeit haben wie bei Standardpapier und zum Betrieb nur sehr wenig Energie benötigen, da keine Energie benötigt wird, wenn Displaydaten lediglich auf dem Display angezeigt werden sollen und kein Displayupdate erfolgt. E-paper Displays sind aus unterschiedlichen Gründen eine Alternative zu herkömmlichen Liquid Crystal Displays (LCD), angefangen beim Einsatz in E-Book Reader Produkten und Beschilderungen bis hin zu elektronischen Preisschildern und ganz besonders bei Kreditkarten. Kreditkarten mit Einmalpasswort und dynamischem CVV/CVC*1 Anforderungen, bei denen sich Sicherheitscodes in regulären Intervallabständen verändern sollen gewinnen zunehmend an Bedeutung um einen besseren Schutz gegen Phishingattacken zu gewährleisten. Phishingattacken verursachen hohe finanzielle Verluste da Online Banking und Online Transaktionen mehr und mehr genutzt werden. Allerdings gibt es auch Probleme mit bestehenden Kreditkarten, bei denen es vorkommen kann, dass elektronische Komponenten dadurch beschädigt werden weil die Karte zu stark gebogen wird, die Karte anderem physikalischen Stress ausgesetzt wurde oder weil die Batteriekapazität einer Karte durch die Kartenkonfiguration zu gering ist.   
 
Mit dem neuen Mikrocontroller mit integriertem segmentierten E-paper Displaytreiber können diese beschriebenen Probleme weitgehend gelöst werden. Wird eine integrierte Displaytreiberlösung benutzt kann die Anzahl der Komponenten reduziert werden, die Chipgröße durch Optimierung der integrierten Peripherieschaltkreise verringert werden und die Strapazierfähigkeit einer Karte deutlich verbessert werden. Der Stromverbrauch für die Echtzeituhr im aktiven Mode konnte auf 120nA (typ.) verringert werden, dies bedeutet eine Verbesserung um 40% verglichen mit einer existierenden Mikrocontrollerlösung*2.  Dieser geringe Energieverbrauch ermöglicht es nun die Batterielebensdauer der Produkte zu verlängern ohne die Batteriekapazität zu erhöhen. Andererseits bedeutet es auch, dass mit Hilfe der eingesparten Energie die Sicherheitscodes nun in den gesetzlich vorgeschriebenen Intervallen auf dem Display verändert werden können, und somit zu einem verbesserten Sicherheitskonzept beitragen.   
 
Neben einem integrierten E-paper Displaytreiber bietet der neue Mikrocontroller Flashspeicher, ein EEPROM, verschiedene Timer, einen Analog Digital Wandler und einen Temperatursensor. Mit Hilfe des integrierten Temperatursensors können entsprechende Temperaturcharakteristiken der angesteuerten E-paper Displays kompensiert werden. Zusätzlich kann der Temperatursensor in Verbindung mit einer theoretischen Regelfunktion*3 benutzt werden um eine, durch Temperaturabhängigkeiten, verursachte Frequenzverschiebung bei Taktgebern zu kompensieren. Wird ein neues Passwort generiert, erfordert dies eine Synchronisation zwischen dem Kartenterminal und dem Systemserver. D.h. eine genaue Zeitmessung, die nicht von Umgebungsparametern beeinflusst wird bietet eine höhere Sicherheit für die Kunden. 
 
*1 Codes, die generiert werden um Betrug bei Transaktionen mit Kreditkarten und Debitkarten  zu verhindern. CVC: Verifizierungscode für Masterkarte CVV: Verifizierungscode für Visakarte
*2 Epsons S1C17F57
*3 Eine Funktion mit der eine Frequenzabweichung eines Taktgebers korrigiert werden kann ohne externe Komponenten zu ändern
 
Anmerkung: Mehr Informationen zu diesem Produkt findet man auf der Webseite  
 

Produktmerkmale

  1. Integrierter EPD Treiber
  • ​Unterstützung um bis zu 42 Segmente zu treiben
  • das Pinning von Segmenten, Back Plane und Top Plane kann frei gewählt werden
  • Displayversorgungsspannung kann mit Hilfe eines integrierten Spannungsbooster kontrolliert werden
  • Steuerung der Wellenformen mit Hilfe eines integrierten Wellenformgenerators
  • Integrierter Displaydatenspeicher
  • Integrierter Temperatursensor
  1. Sehr stromsparende Echtzeituhrfunktion für lange Batterielaufzeiten
  • 32.768kHz (typ.) Taktgeber
  • Stromverbrauch 120nA (typ.)
  • Echtzeituhr (Anzeige von Sekunden, Minuten, Stunden, Tage, Wochentage, Monate und Jahre)
  • Tage, Stunden, Minuten, Sekunden, Alarm und programmierbare Timer Interrupts
  • Eine sogenannte „Theoretical Regulation Function“, mit der eine temperaturbedingte Frequenzabweichung kompensiert werden kann

Spezifikation

Produktname S1C17F63
Kern CPU Original Epson 16-bit RISC Prozessor
Integriertes ROM 32 kB Flash ROM
Integriertes EEPROM 256 Byte
Integriertes RAM 2kB
I/O Ports Max. 17-bit Universal I/O Ports (14 Terminals werden mit Peripherie-I/O Ports geteilt)
Echtzeituhr Sekunden, Minuten, Stunden, Tage, Wochentage, Monate und Jahre
Automatische Schaltjahr Erkennung
Tag, Stunde, Minute, Sekunde, Alarm und programmierbare Timer Interrupts
Serielle Schnittstellen
SPI
2 Kanäle
I²C 1 Kanal
UART 1 Kanal
Smart Card Schnittstelle 1 Kanal
EPD Treiber Segmente: 42
Top plane: 1
Back plane: 1
Ausgangsspannung: 48 Werte
Integrierter Booster für Generierung der Displayspannung
Versorgungsspannungs-
erkennung (SVD)
32 programmierbare Stufen (1.2V bis 5.0V) 
Analog/Digital Wandler 12-bit successive Approximation, 7 Kanäle (extern)
1 Kanal (intern), Anschluß für Temperatursensor 
Temperatursensor/
Referenzspannungsgenerator
Sensordaten können vom Analog/Digital Wandler gelesen werden
Referenzspannung des Analog/Digital Wandler ist auswählbar (2.0 V, 2.5 V, VDD oder extern)
Timer 16-bit PWM Timer: 2 Kanäle
16-bit Timer: 4 Kanäle
Watchdog Timer
Versorgungsspannung Garantierter Betrieb von 1.8V - 5.5V
Stromaufnahme Echtzeituhr Modus  120nA (typisch)
RUN Modus 5µA @32kHz (typisch)
RUN Modus 120µA/MHz (typisch)
Gehäuseform Au bump chip [Bump pitch: 85 µm (min.)]
Al pad chip [pad pitch: 85 µm (min.)] 
QFP15-100 Gehäuse (pitch: 0.5 mm)
 
 

Über die Epson Gruppe
Epson ist ein weltweit führender Technologiekonzern. Indem er Menschen, Entwicklungen und Informationen mit den eigenen effizienten, kompakten und präzisen Technologien verbindet, will er zu einem unverzichtbaren Teil der Gesellschaft werden. Epson ist ein innovatives Unternehmen und hat sich zum Ziel gesetzt, mit seinen Produkten die Erwartungen seiner Kunden in den Bereichen Inkjet, visuelle Kommunikation, Wearables und Robotik stets zu übertreffen. Für Epson ist es wichtig, zur Schaffung einer nachhaltig wirtschaftenden Gesellschaft aktiv beizutragen und die Ziele der Vereinten Nationen zur nachhaltigen Entwicklung zu unterstützen. Unter der Führung der japanischen Seiko Epson Corporation erwirtschaftet die weltweit agierende Epson Gruppe einen Jahresumsatz von mehr als 10 Milliarden US-Dollar. global.epson.com/

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.

S1C17F63
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