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关于功耗问题,欢迎来辩!~就怕你没想法~

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楼主: 21小跑堂
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发现这个活动,发的早容易被人抄袭。有好几个,说的意思都包含我说的

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皈依| | 2015-11-26 16:30 | 只看该作者
随着电子技术的发展,手持设备,手环,手表等等设备就要求了必须低功耗。
当然提到低功耗想到的还是TI的430。
不过低功耗确实是多方面共同努力的,又得要求MCU有低的休眠电流,还得不断的AD采集或者无线或者蓝牙通讯。
小小的电池要用那么久。。所以这次不知道freescale出的这款具体使用的效果怎么样,另外比较关心价格~

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21ic小喇叭 打赏了 2.00 元 2015-12-01

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lansebuluo| | 2015-11-26 18:15 | 只看该作者
芯片的制作工艺也是一个方面,采用22nm技术的CPU明显比90nm的CPU功耗低很多,这就需要生产芯片厂商多做些努力了

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yaoyuanytu| | 2015-11-26 19:15 | 只看该作者
yaoyuanytu 发表于 2015-11-23 20:22
1)对该低功率的微控制器解决方案的看法;
根据飞思卡尔低功率微控制器解决方案描述:通过利用时钟门控技术 ...

谢谢小跑堂,大雪天给我送来温暖啊:) 积极参与论坛讨论学习。

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ddllxxrr| | 2015-11-26 19:17 | 只看该作者
看了下资料,给我印象最深的是含有LCD段式液晶驱动器,这个不错,现在有些单片机没有这种功能,要外加一个HT1621之类原驱动芯片来驱动。
在这么低功耗的前提下,还有液晶驱动,我再遇到要生产类似的产品时会考虑一下哈。

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lcdi| | 2015-11-26 21:34 | 只看该作者
本帖最后由 lcdi 于 2015-11-26 21:45 编辑

最近一直在研发可穿戴类产品,这类产品电池较小,对功耗要求及其苛刻。
低功耗其实是个需要系统考虑的问题,因为很多稍微复杂些的设计,外围耗电比MCU休眠功耗大得多。这点要考虑好,否则倒不必对MCU要求太高。集成度高的方案肯定有优势。这样的MCU内部外设也是低功耗设计,可以单独开关,可以事件驱动不需要唤醒内核,才能最大程度省电。
尽量减少运行时间和唤醒频度,尽量多休眠。至于频度多少,具体跟唤醒速度和工作时间有关系,是有一个平衡点的。

另外,新的芯片比老的要好。比如飞思卡尔的KL14明显比KL04功耗低。估计是半导体工艺有改进。


32位芯片比8位16位的MCU功耗更优,一个是因为较新,用的半导体工艺更好,再者运行速度快,所以运行时间短,休眠时间长。
低功耗外设丰富,集成度高。所以是首选。cortex M0+内核的MCU无疑是首选,专为低功耗优化。但是也有一些其他厂家的M4内核特别设计,比如ST的L4系列
功耗低同时运算能力强,仍然值得考虑,因为运行时间也对功耗影响较大。

以前用过MSP430,业内最有名的低功耗产品,不光是内核功耗低,这点现在已经不占优了。它的外设也经过优化,时钟和电流控制比较灵活。

但是今时今日我认为msp430已经不算首选了,TI自己也推出了更好的MSP432了,是M4内核的哟。

飞思卡尔的MCU从8位时代一直到32位的kinetis都有一些用过,功耗都很低,但是也非特别低,相比其他厂家的超低功耗系列还略有差距。
较新出的则有改善,看数据有很强竞争力,KL1X系列没有机会试用,不过就快得到KL27的板子了,到时一定好好测试一番。

具体到楼主的文档,似乎有点过时了,其中rs08ka倒是简单廉价低功耗的好选择,其他的单从功耗方面考虑并没有优势,更何况kinetis的开发环境和资源都更好。
所以,我更倾向于kinetis里面较新出的KL1X和KL26、27等等。

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wudianjun| | 2015-11-27 08:08 | 只看该作者
低功耗产品开发体会
今年开发了好几个产品,但感触最深的应该属于温度控制器的开发过程了。
    温度控制器要求采用两节5号干电池供电,并且要求使用时间一年以上。说实话,这么多年以来是第一次做这种低功耗的产品,压力还是挺大的。一下分几点说说在开发这个产品中的一些体会,尤其是关于其低功耗方面的。
    产品大体硬件功能:段码液晶显示(显示的内容加起来有140段左右,而且要带背光),5个电容触摸按键,温度采集,继电器控制加热器等设备。
    一,MCU选型
    因为是低功耗的产品,最主要的就是MCU选型要选择低功耗的了,研究过几个霍尼韦尔的温控制,发现都是使用ATMEL的AVR系列的单片机,人家能用这个做到低功耗,我自信没这个水平。还有使用瑞萨的MCU的,没用过,我也不会考虑了。
    关于低功耗的MCU,大家普遍的首选应该是TI的430系列的,开始也打算选用430系列的,但这时正好有周立功推广人员来推一款也是低功耗的MCU,号称是全球最低功耗的MCU了,这就是Energy Micro公司的EFM32系列MCU。一段时间的了解之后觉得这款MCU还不错,正好支持段码液晶驱动,电容触摸按键等功能,而且还有多种低功耗模式,供电电源也完全适合电池供电场合。于是就最后确定下来使用此MCU了。
    二,继电器选型
    因为是低功耗的产品,一般的继电器根本无法满足要求(要求的驱动电流都比较大,而且一直要消耗电流),最后了解有一种磁保持继电器,这种继电器只在开关的时候驱动一下就可以了,动作后本身会保持状态而不消耗电流,但是这种继电器价格较高,那也没办法啊,有得毕有失。

    三,外围设计
    虽然MCU和继电器这两个问题都解决了,但是设计和调试的过程中还是遇到不少问题。
    1,外围电路最好不能有上下拉电阻,这里会消耗的电流也很大。假如3V供电,IO口10K上拉,IO口为低电平时就有0.3ma的电流,这是无法容忍的,尤其对第一次搞低功耗时,一定要注意。
    2,温度采集的时候是使用热敏电阻,通过电阻分压的采集电压来计算温度,这里消耗的电流也会比较大,最后采用不直接通过电源来分压,而是通过IO口来,这样需要采集的时候把IO口置为高电平,节约了很多功耗。

     最后做出来的产品功耗只有10UA左右,很高兴,通过这个产品从中学到了很多东西。还有很多需要分享的,以后慢慢追加吧。

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bxy415655001| | 2015-11-27 08:11 | 只看该作者

一、低功耗解决方案在于两个点上,一个硬件上,硬件是控制基础决定低功耗潜力与能耗比,主要在于芯片厂家设计,另一个是软件,软件是控制手段,是优化节能方式,是依据实据需求灵活调节,从而使用最低功耗解决总是,这就需要芯片厂家提供解决手段加上开发者灵活使用。
二、飞思卡尔的解决方案硬件上提供了较好的能耗比,但相对于430的na级别来说还是存在一定差距,不过飞思卡尔芯片在相对的高频下实现了较优的能耗比,在中低等瞬时性能要求较高的应用具有优势。
三、在用的主要是MSP430系列产品,非富灵活的编程模式,对手持式临检设备来说具有很好的解决方案参考,但性能上有些欠缺,在计算数据时会有些反应较慢,对此飞思卡尔的解决方案很值得期待。

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21ic小喇叭 打赏了 10.00 元 2015-12-01

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偏爱番茄酱| | 2015-11-27 12:59 | 只看该作者

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偏爱番茄酱| | 2015-11-27 13:02 | 只看该作者
DING

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偏爱番茄酱| | 2015-11-27 13:03 | 只看该作者
DING

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sharknarduo| | 2015-11-27 13:06 | 只看该作者
今天就分享一下我的飞思卡尔kinetis L系列的开发经验

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偏爱番茄酱| | 2015-11-27 13:07 | 只看该作者
DING

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sharknarduo| | 2015-11-27 13:07 | 只看该作者
Kinetis L系列微控制器不仅汲取了新型ARM® Cortex™-M0+处理器的卓越能效和易用性,而且体现了Kinetis 32位微控制器产品优质的性能、多元化的外设、广泛的支持和可扩展性。
各子系列的特点
KL0 系列:入门级
KL1 系列:通用型
KL2 系列:带USB功能
KL3 系列:带分段式LCD
KL4 系列:带USB和分段式LCD

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偏爱番茄酱| | 2015-11-27 13:08 | 只看该作者

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sharknarduo| | 2015-11-27 13:09 | 只看该作者
本帖最后由 sharknarduo 于 2015-11-27 13:13 编辑

我最先上手的是KL46官方开发板,当然也玩过KL25

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偏爱番茄酱| | 2015-11-27 13:09 | 只看该作者

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sharknarduo| | 2015-11-27 13:10 | 只看该作者
下面分享一下我的测试数据

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sharknarduo| | 2015-11-27 13:10 | 只看该作者
本帖最后由 sharknarduo 于 2015-11-27 13:20 编辑

先上硬货,如下图贴出了我对KL系列10种功耗模式的测试结果,数据还是相当令人满意的,基本上与手册一致,最低300nA的电流和最快2.4uS的唤醒时间(当然这两个结果不可能同时达到,毕竟休眠越深唤醒时间越长,这个是不可否认的客观事实),当然官方数据有他们自己的一套测试流程和测试限制条件等等,我这里也把我自己测试出来上述结果的条件列出来供大家参考一下下,呵呵:

        硬件测试平台:FRDM-KL46Z开发板(将外部8M时钟改成了32.768KHz,RTC功能需要)
        软件代码:KL46官方代码包中low_power_demo例程(将时钟输入由原来的8M改成了现在的32.768kHz),代码有感兴趣的好伙伴可以找我,供下载参考
        (1)测试环境,芯片3.3v供电,室温25度;
        (2)VLPR(very low power run)模式下,时钟频率为,CPU Core Clock=4MHz, Bus Clock\Flash Clock=1MHz,时钟模式为BLPI模式;
        (3)除了VLPR模式外,其他功耗模式下,时钟频率为,CPU Core Clock=48MHz, Bus Clock\Flash Clock=24MHz,时钟模式为采用外部32.768kHz无源晶振的FEE模式;
        (4)我测试发现,要想获得快速的唤醒时间建议使用KL内部的FLL锁频环,如果使用PLL锁相环的话唤醒时间比较长。

        总之,经过测试之后,我最大的收获是觉着官方数据手册中的数据参数还是蛮靠谱的,哈哈。另外,可能有的小伙伴看完我上面的数据后会想到让我推荐一种低功耗模式,我的建议是LLS功耗模式。原因是LLS模式在功耗电流和唤醒时间上折衷的话还是比较合适的,我上面也提到了休眠程度越深功耗越低,但是唤醒时间越长,个人觉着LLS应付大多数低功耗应用来说绰绰有余(不夸张的说,拿去跟430比,这个低功耗数据也不会输,更何况KL是ARM M0+核,性能上自然秒杀430了),而且这种模式下很多外设仍然可以用,内部RAM数据也不会丢失,so…

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偏爱番茄酱| | 2015-11-27 13:11 | 只看该作者
QIANG

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