当前位置:首页 > 技术学院 > 技术解析
[导读]为增进大家对功耗的认识程度,本文将会介绍如何去选择MCU低功耗产品。

在前两篇功耗文章之中,小编对FPGA功耗的来源,以及FPGA的低功耗设计有所阐述。为增进大家对功耗的认识程度,本文将会介绍如何去选择MCU低功耗产品。如果你对功耗,抑或是低功耗具有兴趣,不妨和小编一起继续往下阅读哦。

一、MCU介绍

MCU,又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机,是把中央处理器(Central Process Unit;CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。

单片机按应用范围又可分成通用型和专用型。专用型是针对某种特定产品而设计的,例如用于体温计的单片机、用于洗衣机的单片机等等。在通用型的单片机中,又可按字长分为4位、8位、16/32位,虽然计算机的微处理器现在几乎是32/64位的天下,8位、16位的微处理器已趋于萎缩,但单片机情况却不同,8位单片机成本低,价格廉,便于开发,其性能能满足大部分的需要,只有在航天、汽车、机器人等高技术领域,需要高速处理大量数据时,才需要选用16/32位,而在一般工业领域,8位通用型单片机,仍然是目前应用最广的单片机。

二、如何选择低功耗MCU

时钟系统是MCU功耗的关键。应用可以每秒多次或几百次进入与退出各种低功耗模式。进入或退出低功耗模式以及快速处理数据的功能极为重要,因为 CPU会在等待时钟稳定下来期间浪费电流。大多低功耗 MCU 都具有"即时启动"时钟,其可以在不到 10~20us 时间内为 CPU 准备就绪。但是,重要的是要明白哪些时钟是即时启动、哪些非即时启动的。某些 MCU 具有双级时钟激活功能,该功能在高频时钟稳定化过程中提供一个低频时钟(通常为32768Hz),其可以达到 1 毫秒。CPU 在大约 15us 时间内正常运行,但是运行频率较低,效率也较低。如果 CPU 只需要执行数量较少的指令的话,如:25 条,其需要 763us。CPU 低频比高频时消耗更少的电流,但是并不足于弥补处理时间的差异。相比而言,某些 MCU 在 6 微秒时间内就可以为 CPU 提供高速时钟,处理相同的 25 条指令仅需要大约 9us(6us 激活+25 条指令′0.125us指令速率),而且可以实现即时启动的高速串行通信。

事件驱动功能与时钟系统的灵活性并存。中断会使 MCU 退出低功耗模式,因此,MCU 的中断越多,其防止浪费电流的 CPU 轮询与降低功耗的灵活性就越大。轮询意味着进行与不进行功耗预算之间存在差异,因为它在等待出现事件时会浪费CPU 带宽并需要额外电流。一个好的低功耗 MCU 应具有充分的中断功能,为其所有外设提供中断,同时为外部事件提供众多外部中断。

按钮或键盘应用可以证明外部中断的优势。如果不具备中断功能,MCU 必须频繁轮询键盘或按钮,以确定其是否被按下。不仅轮询自身会消耗功率,而且控制轮询间隔也需要定时器,其会消耗附加电流。相比而言,在具备中断情况下,CPU 可以在整个过程中保持睡眠状态,只有按下按钮时才激活。

在选择低功率 MCU 时,还需要考虑外设功耗与电源管理。某些低功率 MCU 仅仅是设计时不具备低利率功能的旧架构的改进版本。而有些 MCU 在设计时即具备低功耗特性,并在其外设中内置了低功耗功能。一种特性是在需要时单独启动或关闭外设的能力,换言之,更重要的是自动启动或关闭外设的能力。 A/D 转换器就是一个例子,其在完成一次转换后可以自动关闭。另外,某些 MCU 正在引入直接存储器存取功能,其可以在无需 CPU 干预情况下自动处理数据。

大多 MCU 具有集成的掉电保护功能,当电源低于正常操作范围时其可以复位 MCU。通常会提供启动或关闭掉电保护以节省功耗的功能,但是必须在整个过程中都使掉电保护功能置于可用状态,因为掉电是不可预测的。某些 MCU 需要70uA 的电流来实现掉电保护。在只需要 45uA 平均电流的应用实例中很明显可以不考虑这些 MCU。

在选择低功耗 MCU 期间有时会忽视漏电流,但是,在最苛刻的低功耗应用中则必须考虑到漏电流。大多改进后的低功耗 MCU 都具有 1uA 的限定输入漏电流。在 20 输入器件中,它可能会消耗 20uA!针对低功耗设计的最新 MCU 具有最高50nA 的漏电流。

以上便是此次小编带来的“功耗“相关内容,通过本文,希望大家对如何选择低功耗MCU产品具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

为增进大家对混合集成电路的认识,本文将对混合集成电路的相关内容予以介绍。

关键字: 电路 指数 集成电路

为增进大家对集成电路的认识,本文将对集成电路的种类、应用以及芯片的种类、应用予以介绍。

关键字: 电路 指数 集成电路

为增进大家对集成电路的认识,本文将对集成电路、集成电路和芯片的主要差异予以介绍。

关键字: 电路 指数 集成电路

瑞典乌普萨拉,2024年3月27日 – 全球领先的嵌入式系统开发软件解决方案供应商IAR自豪地宣布:公司备受全球数百万开发者青睐的开发环境再次升级,已率先支持瑞萨首款通用32位RISC-V MCU,该 MCU 搭载了瑞萨...

关键字: MCU RISC-V CPU

3月26日,四维图新旗下杰发科技与国际第三方独立检测、检验和认证机构德国莱茵TÜV集团(以下简称TÜV莱茵)在上海举办颁证仪式,杰发科技宣布AC7840x系列车规级MCU芯片已成功通过ISO 26262 ASIL B功能...

关键字: 芯片 MCU 智能座舱

吹风机是居家生活必备物品,然而传统型吹风机所带来的体验并不佳,高频使用的女性群体对此更是深有感触。究其原因主要有:转速低,通常在每分钟2万转左右,导致干发速度慢;高温干发,容易损伤头发;噪声大且体积笨重等等。因此,能改善...

关键字: 吹风机 MCU 电源

为增进大家对监控摄像机的认识,本文将对监控摄像机常见机型以及监控摄像机的维修技巧予以介绍。

关键字: 摄像机 指数 监控摄像机

为增进大家对监控摄像机的认识,本文将对监控摄像机的分类、监控摄像机的维修方法予以介绍。

关键字: 摄像机 指数 监控摄像机

为增进大家对监控摄像机的认识,本文将对监控摄像机的基础配件、监控摄像机的选择方法予以介绍。

关键字: 摄像机 指数 监控摄像机

为增进大家对电磁炉的认识,本文将对电磁炉的一些异常予以介绍,并介绍电磁炉的一些使注意事项。

关键字: 电磁炉 指数 温度传感器
关闭
关闭