在嵌入式系统的设计中,低功耗设计是许多设计人员必须面对的问题,其原因在于嵌入式系统被广泛应用于便携式和移动性较强的产品中去,而这些产品不是一直都有充足的电源供应,往往是靠电池来供电,所以设计人员从每一个细节来考虑降低功率消耗,从而尽可能地延长电池使用时间。
因此,大部分芯片都会有低功耗模式。从MCU端来讲,低功耗的MCU性能一般有以下几个参数指标来衡量:
·MCU处于深度休眠模式的时候,所消耗的工作电流,一般是多少个微安?
·MCU从深度休眠模式唤醒后,进入高速运行状态所需要的时间多久?单位是微秒。
·高速运行的时候所消耗的电流有多大?单位是微安每兆赫兹(uA/MHz)
· MCU内部不使用的功能是否可以彻底关掉,就是让它不消耗额外的能量。
具备以上几个特征的MCU,基本上都可以叫做低功耗MCU。
低功耗MCU一般平时都是处于休眠模式,只保持了一个可被唤醒的状态,每次唤醒之后快速解决问题,完了马上就又进入休眠状态。
以一个CR2032的电池为例,标准的容量200毫安时,如果用电的电流只有1微安,理论上就是可以待机多年的。计算公式如下:
200maH/1uA=200maH/0.001ma=200000H=约8333天约22.8年
所以一般休眠电流不超1个微安就是很不错的了。
这个电流也不是绝对的越低越好。因为过于低的待机工作电流已经都没有实际意义了,而且这个电流不可能无止尽的小,为了维持工作稳定,总是要消耗一点点电流的。做得过小反而不利于工作稳定。
以国产低功耗MCU为例,我们来看看CW32L是什么情况?
CW32L是武汉芯源半导体有限公司的低功耗系列MCU。CW32L系列的MCU,最低休眠电流为450纳安,这是芯源半导体团队经过精确实践验证过的,在这个工艺制程下,全温度范围可以保证稳定可靠。
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