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[導(dǎo)讀]  現(xiàn)在的電子產(chǎn)品,對低功耗的要求越來越高。產(chǎn)品功耗的問題是經(jīng)常讓產(chǎn)品設(shè)計者頭痛而又不得不面對的一個問題。以單片機為核心的系統(tǒng),其功耗主要由單片機功耗和單片機外

  現(xiàn)在的電子產(chǎn)品,對低功耗的要求越來越高。產(chǎn)品功耗的問題是經(jīng)常讓產(chǎn)品設(shè)計者頭痛而又不得不面對的一個問題。以單片機為核心的系統(tǒng),其功耗主要由單片機功耗和單片機外圍電路功耗組成。要滿足單片機系統(tǒng)的低功耗要求,選用具有低功耗特性的單片機可以很容易實現(xiàn)。因為具有低功耗特性的單片機可以大大降低系統(tǒng)功耗,這可以從單片機的供電電壓、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)時鐘和低功耗模式等幾方面來考察一款單片機的低功耗特性。 為了讓控制器的耗電量達到最低。達成的方式大概有以下三種:降低工作模式時的功秏、減少休眠模式的功秏、以及縮短由休眠到工作的喚醒時間。

  工作模式時的功秏減低是最先被克服的任務(wù),目前推出低功秏MCU的廠商多半已經(jīng)做到。其中最大眉角在于,必須利用較低的系統(tǒng)頻率或運行電壓來節(jié)省功耗,但是不可以影響到產(chǎn)品的效能。整合電源管理是一個不錯的方法,在此領(lǐng)域有著墨的廠商,Silicon Labs微控制器產(chǎn)品營銷總監(jiān)Mike Salas表示,整合專有的DC-DC轉(zhuǎn)換器,可以讓運作模式的操作電壓降至0.9V,原本必須使用2顆電池才能操作、也可因此而只要1顆就能使用相同功能。

  MCU按其存儲器類型可分為無片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種。對于無片內(nèi)ROM型的芯片,必須外接EPROM才能應(yīng)用(典型芯片為8031)。帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型(典型芯片為87C51)、MASK片內(nèi)掩模ROM型(典型芯片為8051)、片內(nèi)FLASH型(典型芯片為89C51)等類型,一些公司還推出帶有片內(nèi)一次性可編程ROM(One Time Programming, OTP)的芯片(典型芯片為97C51)。MASKROM的MCU價格便宜,但程序在出廠時已經(jīng)固化,適合程序固定不變的應(yīng)用場合;FALSHROM的MCU程序可以反復(fù)擦寫,靈活性很強,但價格較高,適合對價格不敏感的應(yīng)用場合或做開發(fā)用途;OTPROM的MCU價格介于前兩者之間,同時又擁有一次性可編程能力,適合既要求一定靈活性,又要求低成本的應(yīng)用場合,尤其是功能不斷翻新、需要迅速量產(chǎn)的電子產(chǎn)品。

  而休眠模式的功秏控制,業(yè)界的共識可分成兩方向:向下壓低休眠時的最低功秏,以及,提供不同等級的待機模式。意法半導(dǎo)體大中華暨南亞區(qū)產(chǎn)品營銷經(jīng)理楊正廉說,現(xiàn)在的低功耗MCU可以針對不同的省電模式進行動態(tài)調(diào)整,依據(jù)使用狀況不同,自動關(guān)閉不需要的功能,至低的功耗僅0.27A,幾乎是個電表無法偵測出來的數(shù)字。

  從終端產(chǎn)品的角度看,需要低功秏MCU,許多是屬于長時間休眠狀態(tài)、但是只要需要工作,就必須迅速站上崗位開始運作,最簡單的例子就是煙霧偵測器。從MCU本身的設(shè)計來看,從休眠到運作的轉(zhuǎn)換時間如果太長,等于白白浪費了等候期間的電流損耗。

  Mike Salas強調(diào),降低功秏的三項要素都很重要,但最重要的事情是齊頭并進才能集其大成。楊正廉也說,休眠時保持超低功耗固然重要,但在此之外,也務(wù)求迅速喚醒、以最低功秏完成工作后,再以最快速度回歸休眠狀態(tài);才能將整體系統(tǒng)層級的功耗降到最低。

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