例如,一个系统在深度睡眠模式下可能仅消耗0.5μA,在测量时消耗200μA。这种低功耗对于电池供电设备至关重要。
睡眠模式是微控制器降低功耗的核心机制,允许系统在非活动时进入低功耗状态。通过优化睡眠模式,可实现μA级功耗。
微控制器通常提供多种睡眠模式:
轻度睡眠:CPU暂停,外设和内存保持活动,唤醒时间极短(微秒级)。
深度睡眠:CPU和大部分外设关闭,部分外设可保持活动,唤醒时间较长(毫秒级)。
休眠:系统完全关闭,仅保留少量内存状态,唤醒需重新初始化(秒级)。
例如,单片机在深度睡眠模式下功耗低至0.14μA。
可以通过以下方向优化功耗:
关闭未使用电路块的电源,减少漏电流。需考虑唤醒时间和待机漏电流。例如,关闭未用的ADC模块可节省数十μA。
停止未使用电路的时钟信号,降低动态功耗。现代微控制器自动支持时钟门控,软件也可手动控制。
根据工作负载调整CPU电压和频率。例如,低负载时降低频率至8MHz,电压至1.8V。
实时监测芯片性能和温度,动态调整电压,相比DVFS可节省约55%功耗(AVS技术)。
使用定时器或传感器中断唤醒系统。例如,RTC定时器每10分钟唤醒系统进行测量。
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