實(shí)現(xiàn)MCU低功耗的三種途徑
出處:linan4526 發(fā)布于:2011-08-01 10:16:15
現(xiàn)在的電子產(chǎn)品,對(duì)低功耗的要求越來(lái)越高。產(chǎn)品功耗的問(wèn)題是經(jīng)常讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)者頭痛而又不得不面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題。以單片機(jī)為的系統(tǒng),其功耗主要由單片機(jī)功耗和單片機(jī)外圍電路功耗組成。要滿足單片機(jī)系統(tǒng)的低功耗要求,選用具有低功耗特性的單片機(jī)可以很容易實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榫哂械凸奶匦缘膯纹瑱C(jī)可以大大降低系統(tǒng)功耗,這可以從單片機(jī)的供電電壓、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)時(shí)鐘和低功耗模式等幾方面來(lái)考察一款單片機(jī)的低功耗特性。 為了讓控制器的耗電量達(dá)到。達(dá)成的方式大概有以下三種:降低工作模式時(shí)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(shí)間。
工作模式時(shí)的功秏減低是被克服的任務(wù),目前推出低功秏MCU的廠商多半已經(jīng)做到。其中眉角在于,必須利用較低的系統(tǒng)頻率或運(yùn)行電壓來(lái)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(gè)不錯(cuò)的方法,在此領(lǐng)域有著墨的廠商,Silicon Labs微控制器產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Mike Salas表示,整合專(zhuān)有的DC-DC轉(zhuǎn)換器,可以讓運(yùn)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(chǔ)器類(lèi)型可分為無(wú)片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種。對(duì)于無(wú)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(lèi)型,一些公司還推出帶有片內(nèi)性可編程ROM(One Time Programming, OTP)的芯片(典型芯片為97C51)。MASKROM的MCU價(jià)格便宜,但程序在出廠時(shí)已經(jīng)固化,適合程序固定不變的應(yīng)用場(chǎng)合;FALSHROM的MCU程序可以反復(fù)擦寫(xiě),靈活性很強(qiáng),但價(jià)格較高,適合對(duì)價(jià)格不敏感的應(yīng)用場(chǎng)合或做開(kāi)發(fā)用途;OTPROM的MCU價(jià)格介于前兩者之間,同時(shí)又擁有性可編程能力,適合既要求一定靈活性,又要求低成本的應(yīng)用場(chǎng)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(shí)可分成兩方向:向下壓低休眠時(shí)的功秏,以及,提供不同等級(jí)的待機(jī)模式。意法半導(dǎo)體大中華暨南亞區(qū)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理?xiàng)钫f(shuō),現(xiàn)在的低功耗MCU可以針對(duì)不同的省電模式進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,依據(jù)使用狀況不同,自動(dòng)關(guān)閉不需要的功能,至低的功耗僅0.27A,幾乎是個(gè)電表無(wú)法偵測(cè)出來(lái)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(zhǎng)時(shí)間休眠狀態(tài)、但是只要需要工作,就必須迅速站上崗位開(kāi)始運(yùn)作,簡(jiǎn)單的例子就是煙霧偵測(cè)器。從MCU本身的設(shè)計(jì)來(lái)看,從休眠到運(yùn)作的轉(zhuǎn)換時(shí)間如果太長(zhǎng),等于白白浪費(fèi)了等候期間的電流損耗。
Mike Salas強(qiáng)調(diào),降低功秏的三項(xiàng)要素都很重要,但重要的事情是齊頭并進(jìn)才能集其大成。楊正廉也說(shuō),休眠時(shí)保持超低功耗固然重要,但在此之外,也務(wù)求迅速喚醒、以功秏完成工作后,再以快速度回歸休眠狀態(tài);才能將整體系統(tǒng)層級(jí)的功耗降到。
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