Quand utiliser un circuit intégré RTC autonome au lieu d'un RTC intégré MCU dans les appareils IoT à faible consommation

Lorsque les circuits intégrés d'horloge en temps réel (CI RTC) sont apparus sur le marché des semi-conducteurs vers la fin des années 90, leur objectif principal était de conserver l'heure et de fournir des données et des informations sur l'heure d'une manière plus utilisable qu'un simple compteur d'horloge. Depuis lors, ces produits ont évolué, introduisant plusieurs nouvelles fonctionnalités telles que les alarmes, le chien de garde, l'enregistrement d'horodatage, la mémoire intégrée et diverses autres. Ils ont également réduit la consommation d'énergie à des valeurs peu profondes. Cependant, au cours des dix dernières années, la fonction RTC est souvent devenue une fonction intégrée dans les MCU (MCU-RTC) avec des performances telles que les circuits intégrés RTC autonomes.

Alors pourquoi utiliser des circuits intégrés RTC autonomes ? De plus, si oui, pour quelles applications et dans quelle mesure ?

Nous examinerons les RTC autonomes utilisés dans certaines applications spécifiques, telles que l'IoT, où la puissance et la précision sont des facteurs clés. Une comparaison individuelle des caractéristiques et des paramètres électriques peut aider les concepteurs à tirer le meilleur parti d'un circuit intégré RTC autonome.

Exigences clés dans l'IoT et d'autres applications à faible consommation

Les applications IoT englobent plusieurs types d'appareils :des puissants smartphones multicœurs aux petits capteurs connectés. Cependant, une durée de vie prolongée de la batterie est un besoin commun pour tous ces appareils. En particulier, cette exigence est fondamentale dans les appareils IoT avec de petites batteries ou ceux alimentés par l'énergie récupérée. La figure 1 montre le schéma fonctionnel typique d'un appareil IoT à faible consommation. Le MCU gère les différentes fonctions de l'appareil. Il décide d'allumer ou d'éteindre les périphériques en fonction des conditions d'application. La gestion du temps de marche/arrêt des différentes fonctions est un moyen clé pour réduire la consommation d'énergie. Il est minimisé si le MCU passe en mode veille prolongée lorsqu'il n'est pas nécessaire et si la base de temps est suffisamment précise pour ne pas créer de décalage temporel important entre le signal de réveil et le besoin réel d'activation périphérique.

Figure 1 :Architecture IoT typique

La plupart des circuits intégrés RTC ont une gestion des interruptions très flexible qui permet de réveiller le MCU hôte de périodes de millisecondes à des périodes annuelles. Même si le MCU en mode RTC a la même fonction, la gestion des interruptions des CI RTC est totalement indépendante de l'exécution du logiciel, ce qui permet un mode veille complet du MCU et améliore la robustesse de l'application.

Comparés à la consommation de courant du MCU en mode RTC (de l'ordre de quelques micro-ampères), les circuits intégrés RTC fournissent ces interruptions précises avec une consommation de courant inférieure à quelques centaines de nano-ampères, une réduction de courant significative.

Chronométrage et alimentation de secours

Pour tous les appareils IoT, garder le temps est crucial. En l'absence de la source d'alimentation principale, l'utilisation d'une petite batterie ou d'un condensateur permet de disposer d'informations fiables sur les événements et les intervalles de temps de communication.