Neue sehr stromsparende 16-bit Flash-Mikrocontrollerbausteine von Epson mit Smart Card Interface

Interessant dabei - besonders für Tokenanwendungen und Kartenlesegeräte - ist die Halbierung der Stromaufnahme im Betrieb während die Taktgeschwindigkeit des Prozessors vervierfacht wurde

Neue sehr stromsparende 16-bit Flash-Mikrocontrollerbausteine von Epson mit Smart Card Interface (PresseBox) ( München, )
Die Seiko Epson Corporation (TSE: 6724, „Epson“) gibt die Markteinführung und die Musterproduktion des S1C17M10 bekannt, einem neuen sehr stromsparenden 16-bit Flash-Mikrocontroller. Ein interessantes Merkmal des neuen Mikrocontrollers ist die Reduzierung der Stromaufnahme bei Betrieb um die Hälfte während die Taktgeschwindigkeit des Prozessors gleichzeitig vervierfacht wurde. Dies wäre z.B. beim Einsatz in Tokenanwendungen und Kartenlesegeräten von großer Bedeutung. Die Serienproduktion des Bausteins mit 200.000 Teilen im Monat ist für Juni 2016 geplant.

Epson's 16-bit Flash-Mikrocontrollerbausteine wurden bereits bei vielen batteriebetriebenen Produkten verwendet weil nicht zuletzt eine Produktentwicklung erst durch den außerordentlich geringen Stromverbrauch des Prozessors ermöglicht wurde. Immer mehr Finanzinstitute bieten ihren Kunden für das Online Banking Tokenprodukte an, um die Sicherheit der Datenübertragung zu gewährleisten. Dies führt zwangsläufig zu einem immer höheren Bedarf an Mikrocontrollerbausteinen in Tokenanwendungen[1]. Durch den Einsatz von Epson Mikrocontrollerbausteinen lassen sich Tokendesigns einerseits mechanisch weiter verkleinern und andererseits wird die Produktlebensdauer aufgrund von längeren Batterielaufzeiten deutlich verlängert.

Der neue S1C17M10 ist ein Mikrocontrollerbaustein von Epson, der u.a. speziell für Tokenanwendungen und für Kartenlesegeräte entwickelt wurde. Der der Baustein kann auch in vielen batteriebetriebenen Produkten in anderen Anwendungsgebieten eingesetzt werden bei denen ein großes Dot Matrix LCD angesteuert werden soll und/oder lange Batterielaufzeiten gefordert werden. Kartenlesegeräte und Tokenprodukte arbeiten im Betriebsfall nach dem Prinzip aus sicherheitstechnischen Gründen immer ein Passwort auszugeben während mit einer Geldkarte[2] kommuniziert wird. Die Kommunikation mit der Geldkarte wird in diesem Fall kontrolliert um gewährleisten zu können, daß die hohen Sicherheitsstandards auch erfüllt werden. Dies führt zwangsläufig zu einem etwas höheren Strombedarf der Tokenprodukte oder Kartenlesegeräte.

Damit der Stromverbrauch trotzdem geringstmöglichst bleibt entwickelte Epson den neuen Mikrocontrollerbaustein mit einer ISO 7816-3 kompatiblen Geldkartenschnittstellenfunktion. Der S1C17M10 arbeitet über der gesamten Versorgungsspannung von 1.8V bis 5.5V mit einem Stromverbrauch im HALT Betriebsmode von 0.6µA (typisch) wenn die RTC aktiv ist, und mit 145µA/MHz (typisch) im RUN Betriebsmode. Die maximale Taktfrequenz des Bausteins beträgt 16.8 MHz. Damit kann der neue Mikrocontroller verglichen mit einem älteren Baustein[3], den Epson für Tokenanwendungen empfohlen hat, mit der vierfachen Taktfrequenz betrieben werden. Dies würde dazu führen, daß unter den selben Bedingungen nur noch die Hälfte der Energie verbraucht wird. Obwohl der Baustein viel umfangreichere Programme abzuarbeiten hat und sich gleichzeitig auch noch mit der Übermittlung von Datentelegrammen beschäftigen muß, wird eine längere Batterielebensdauer erreicht. Die Spezifikation des neuen Epson Bausteins ist für Kartenlesegeräte und Tokenanwendungen geradezu maßgeschneidert. Der Mikrocontroller bietet einen eingebauten LCD Treiber, an der ein Dot-Matrix Display von bis zu 1280 Bildpunkte ansteuern kann. Mit der Unterstützung von bis zu zwei Displayzeilen und 10 alphanumerischen Zeichen können alle notwendigen Informationen die benötigt werden auf einem Display dargestellt werden. Zusätzlich bietet der Mikrocontrollerbaustein viele Standardfunktionen an wie eine UART, SPI und I²C Schnittstelle, einen Flashspeicher von 64kByte mit Selbstprogrammierung und 4kByte RAM. Der Baustein ist in einem TQFP15-128 Pin Gehäuse verfügbar. Damit die Baugröße der Platine für die Serienfertigung eines Endgeräts so klein wie möglich gehalten werden kann, bietet Epson auch die Möglichkeit an den Mikrocontroller als Bare Chip beziehen zu können.

Epson ist stets bestrebt seinen Kunden zu helfen die Leistung ihrer Produkte mit Lösungen zu verbessern, die Epson Kerntechnologien dazu wirksam und bestmöglich nutzen um kompaktere, energieeffizientere Produkte mit herausragender Präzision anzubieten.

[1] Ein Gerät, das ein einmaliges Passwort für Sicherheitsanwendungen generiert.
[2] Kartenanwendung ähnlich der Größe einer Kreditkarte und mit eingebauten elektrischen Schaltkreisen
[3] Epson 16-bit Flash Mikrocontroller S1C17656
[4] Wenn die interne Programmierspannung Vpp zum Beschreiben des Flashspeichers aktiviert wird
[5] Eine Funktion die den Fehler des 32.768kHz Taktsignals für die Uhrenfunktion aufgrund Frequenztoleranzen korrigiert und dabei ohne externe Komponenten auskommt

Besondere Merkmale des S1C17M10

1. Schnittstellen für die Kommunikation mit Kartenanwendungen oder für die Verbindung mit einer Vielzahl anderer Geräte und Bauteilen
  • Standardisierte Geldkartenschnittstellenfunktion (ISO 7816-3 kompatibel)
  • UART, SPI und I²C serielle Schnittstellen
2. Betrieb bei sehr niedriger Versorgungsspannung und sehr geringem Stromverbrauch
  • Garantierter Betrieb im Versorgungsspannungsbereich von 1.8V bis 5.5V
  • Sehr niedriger Stromverbrauch im Betriebsmodus von 145µA/MHz
3. Eingebaute Schaltkreise, die dem Kunden helfen die Anzahl der Bauteile zu reduzieren, Platz auf der Platine einzusparen sowie Softwareentwicklungszeit zu reduzieren
  • LCD-Treiber um bis zu 1280 Bildpunkte anzusteuern
  • einen Oszillatorschaltkreis mit wählbaren Frequenzen von 4MHz, 8MHz, 12MHz und 16MHz
  • Universal-Port-Multiplexer, der beim Board-Layout ein höheres Maß an Gestaltungsfreiheit bietet und bei dem unterschiedliche Funktionen mittels Software den Eingangs-und Ausgangsports zugewiesen werden können.
  • 28-stufige Versorgungsspannungserkennung im Bereich von 1.8V bis 5.5V die keine externe Überwachung der Versorgungsspannung erfordert
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