作者: 新唐科技

1 前言

傳統(tǒng)的低功耗MCU設(shè)計(jì)都是以8位MCU為主，因?yàn)?位內(nèi)核邏輯門數(shù)相對(duì)較少，運(yùn)行或泄露電流低，售價(jià)也相對(duì)低廉。但是，許多新興的應(yīng)用都需要比8位內(nèi)核更大的處理效率。近年智能生活的抬頭、物聯(lián)網(wǎng)的建立，便攜式消費(fèi)性電子產(chǎn)品與無線功能需求越來越高、設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，要提高性能的同時(shí)又要兼顧低功耗，需要有一款高性能低功耗的主控MCU來作為平臺(tái)。另一方面，工業(yè)上的智能化也在展開，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等。簡單說來，就是人物連接(云端應(yīng)用)、物物連接(物聯(lián)網(wǎng))需求越來越多，導(dǎo)致產(chǎn)品功能越來越復(fù)雜，計(jì)算量越來越高，2009年ARM發(fā)表了32位Cortex-M0內(nèi)核，提供給MCU廠商一個(gè)強(qiáng)而有力的平臺(tái)，加上工藝微縮技術(shù)的進(jìn)步，嵌入式閃存工藝普及化及降價(jià)，主要成本來自內(nèi)存大小及模擬外設(shè)和IO引腳數(shù)量，CPU內(nèi)核的成本差異已大幅縮短，更促進(jìn)了高性價(jià)比32位低功耗MCU的快速發(fā)展。

2 MCU功耗來自何處？

在開始討論低功耗MCU設(shè)計(jì)前，必須先探討MCU功耗的來源，其主要由靜態(tài)功耗及運(yùn)行功耗兩部分組成?？紤]實(shí)際的應(yīng)用，最后決定系統(tǒng)功耗性能指針則必須計(jì)算平均功耗。

2.1 運(yùn)行功耗

現(xiàn)代MCU已集成相當(dāng)多的模擬外設(shè)，不能單純考慮數(shù)字電路的動(dòng)態(tài)功耗。MCU運(yùn)行時(shí)的總功耗由模擬外設(shè)功耗和數(shù)字外設(shè)的動(dòng)態(tài)功耗相加而得。模擬電路的功耗通常由工作電壓及其性能要求指針來決定，例如100ns傳輸延遲(Propogation Delay)的比較器工作電流可能約為40微安，當(dāng)允許傳遞延遲規(guī)格為1μs時(shí)，工作電流有機(jī)會(huì)降到幾個(gè)微安。

數(shù)字電路的動(dòng)態(tài)功耗主要來自開關(guān)頻率、電壓及等效負(fù)載電容，其計(jì)算公式如下：

PDynamic(動(dòng)態(tài)功耗) ~ f(工作頻率) x CL(等效負(fù)載電容) x VDD2(工作電壓)

由以上公式可以理解到降低動(dòng)態(tài)功耗最直接的方式是降低工作電壓及工作頻率。但MCU實(shí)際應(yīng)用通常要求更寬廣的工作電壓及更高的性能。在降低工作電壓方面，可以選擇更新的工藝，并通過LDO讓CPU內(nèi)核、數(shù)字電路及與引腳輸入輸出電壓無關(guān)的模擬外設(shè)在低壓工作，IO引腳及需要與其他外部電路連接的模擬外設(shè)則在較高的系統(tǒng)電壓工作。如此可以兼顧低功耗及寬工作電壓的需求。在降低工作頻率這項(xiàng)參數(shù)上，一個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)良的32位MCU更能突顯其性能優(yōu)勢，除了直覺的MIPS比較之外，32位總線也代表更高的數(shù)據(jù)存取帶寬，能以更低的工作頻率達(dá)到相同的性能，進(jìn)而降低整體功耗。另外，如果MCU內(nèi)置與工作頻率相關(guān)的模擬外設(shè)，例如石英晶體振蕩電路、嵌入式閃存或電流式DAC，其電流消耗與轉(zhuǎn)換頻率成正比，也要納入低功耗MCU的動(dòng)態(tài)功耗設(shè)計(jì)考慮。

2.2 靜態(tài)功耗

傳統(tǒng)靜態(tài)功耗的定義是指系統(tǒng)時(shí)鐘源關(guān)閉時(shí)數(shù)字電路的漏電流。但是在混合信號(hào)低功耗MCU的設(shè)計(jì)中要同時(shí)考慮下列多種漏電流來源，包含數(shù)字電路漏電流、SRAM漏電流、待機(jī)時(shí)已關(guān)閉的仿真電路漏電流(例如ADC，嵌入式閃存)、待機(jī)時(shí)不關(guān)閉的仿真電路工作電流(例如LDO、BOD)及IO引腳的漏電流。因?yàn)闀r(shí)鐘源已關(guān)閉，影響靜態(tài)功耗的主要參數(shù)為工藝、電壓及溫度。因此，降低靜態(tài)功耗必須選擇超低功耗工藝，但是低功耗工藝通常伴隨較高的Vt，導(dǎo)致低電壓模擬外設(shè)設(shè)計(jì)困難。另外，以MCU待機(jī)電流1微安的規(guī)格，代表數(shù)字電路漏電 + RAM保持電流 + LDO工作電流 + BOD(掉電檢測或重置電路)工作電流總和必須小于1微安，對(duì)于Flash，RAM越來越大及功能越來越多的低功耗MCU設(shè)計(jì)廠商而言，是十分艱巨的挑戰(zhàn)。

2.3 平均功耗

在系統(tǒng)級(jí)要兼顧低功耗及高性能，必須考慮實(shí)際應(yīng)用的需求，例如無線環(huán)境傳感器可能讓MCU主時(shí)鐘及CPU關(guān)閉，只開啟低頻時(shí)鐘，定時(shí)喚醒外圍電路進(jìn)行檢測，當(dāng)符合設(shè)定條件的事件發(fā)生時(shí)快速啟動(dòng)CPU進(jìn)行處理，即使沒有任何事件發(fā)生，也必須定時(shí)激活CPU維持無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)機(jī)。在遙控器的應(yīng)用中，則可能完全將所有時(shí)鐘源都關(guān)閉，當(dāng)用戶按鍵時(shí)快速喚醒時(shí)鐘源及CPU進(jìn)行處理。另外，許多應(yīng)用都會(huì)加入一個(gè)MCU作為主機(jī)處理器的協(xié)處理器，用于監(jiān)控鍵盤或紅外線輸入、刷新顯示器、控制主處理器電源以及智能電池管理等任務(wù)。此時(shí)平均功耗比單純的運(yùn)行功耗或待機(jī)功耗更具指標(biāo)性意義。

平均功耗由下列主要參數(shù)組合而成：運(yùn)行功耗及運(yùn)行時(shí)間，靜態(tài)待機(jī)功耗及待機(jī)時(shí)間，不同運(yùn)行模式之間的切換時(shí)間。茲以下圖進(jìn)行說明：

 

 

因?yàn)檫M(jìn)入待機(jī)模式時(shí)間很短，忽略此段時(shí)間的電流消耗，公式可以簡化為：

 

由以上公式觀察到除了降低運(yùn)行電流及靜態(tài)待機(jī)電流外，降低運(yùn)行時(shí)間、喚醒時(shí)間及高低速運(yùn)行模式切換時(shí)間也是降低整機(jī)功耗的重要手段。另外，上圖同時(shí)指出，低功耗MCU支持動(dòng)態(tài)切換運(yùn)行時(shí)鐘頻率是必要的功能。

3 低功耗MCU設(shè)計(jì)考慮

3.1 工藝選擇

為了達(dá)到低功耗的運(yùn)作，并能有效地在低耗電待機(jī)模式下達(dá)到極低的待機(jī)功耗，可以通過對(duì)工藝的選擇而達(dá)到基本的要求門檻。在不強(qiáng)調(diào)速度極致的某些工藝分類，選擇極低組件截止電流工藝(如下圖)進(jìn)行邏輯門制作，并進(jìn)行數(shù)字設(shè)計(jì)是方法之一。選擇這種策略的額外效益是，通常也能在降低動(dòng)態(tài)工作電流上，達(dá)到較好的表現(xiàn)。另外，由于高溫大幅增加靜態(tài)電流，當(dāng)溫度由攝氏25度增加到攝氏85度時(shí)，一個(gè)典型比例約增加10倍的靜態(tài)電流，以非低功耗0.18微米工藝開發(fā)的32位MCU，邏輯門數(shù)200K、4KB SRAM在核心電壓1.8V、攝氏25度的靜態(tài)耗電約為5~10微安，當(dāng)溫度升高到攝氏85度時(shí)，靜態(tài)待機(jī)電流將會(huì)飆升到50~100微安。而低功耗工藝在攝氏85度僅約10微安靜態(tài)電流。

 

3.2 低功耗高性能的CPU內(nèi)核

早期低功耗MCU受限于成本及工藝技術(shù)，大都選擇8位CPU內(nèi)核，但隨著工業(yè)上的智能化也在展開，如遠(yuǎn)程監(jiān)控，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等。簡單說來，就是人物連接(云端應(yīng)用)、物物連接(物聯(lián)網(wǎng))的需求越來越多，導(dǎo)致產(chǎn)品功能越來越復(fù)雜，計(jì)算量越來越高，8位MCU已逐漸無法滿足性能需求。為了兼顧低功耗高性能，選擇適用的32位CPU內(nèi)核是大勢所趨。

選擇低功耗CPU內(nèi)核，除了單位頻率耗電流外，還需要綜合考慮緊湊的低內(nèi)存代碼，相同功能所需的代碼越長，除了增加內(nèi)存成本，也代表更長的運(yùn)行時(shí)間及功耗。另外，由于軟件開發(fā)成本在后期將會(huì)越來越高，大量的參考代碼及更多的第三方開發(fā)商的支持，都可以有效降低軟件的開發(fā)時(shí)間及成本。所以選擇一款更多人使用的CPU內(nèi)核也是重要的考慮之一，ARM Cortex-M0邏輯門數(shù)僅27K，使用的電量在1.8V，超低泄漏180ULL (Ultra Low Leakage)僅約50μA/MHz。M0內(nèi)核采用Thumb2指令集架構(gòu)，產(chǎn)生出非常緊湊的低內(nèi)存代碼，進(jìn)一步降低了電源需求。ARM自2009年發(fā)表了32位Cortex-M0內(nèi)核以來，包括NXP、新唐科技、ST、Freescale等多家國內(nèi)外MCU大廠相繼投入Cortex-M0 MCU開發(fā)，不論供貨或者品種的齊全度都已十分成熟，投入Cortex-M0的MCU開發(fā)商也在持續(xù)增加中。

3.3 低功耗數(shù)字電路

對(duì)于一般的同步數(shù)字電路設(shè)計(jì)，要使數(shù)字單元有效降低工作電流，通過控制時(shí)鐘的頻率或截止不需要的時(shí)鐘跳動(dòng)，也是重要的方法。低功耗MCU通常配備豐富的時(shí)鐘控制單元，可對(duì)個(gè)別的數(shù)字外設(shè)單元依照需求做降頻或升頻的工作調(diào)整，在達(dá)到工作能力的同時(shí)，用最低的頻率來運(yùn)行。但為了達(dá)到更彈性的時(shí)鐘源配置，可能導(dǎo)致CPU內(nèi)核和外圍電路時(shí)鐘不同步的現(xiàn)象，此時(shí)必須仔細(xì)考慮電路設(shè)計(jì)，保證跨時(shí)鐘領(lǐng)域數(shù)據(jù)存取的正確性。

另外，為了盡量降低CPU介入處理的時(shí)間或降低CPU工作頻率而節(jié)省下來的功耗，可以提供DMA或外圍電路相互觸發(fā)電路進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，例如Timer定時(shí)自動(dòng)觸發(fā)ADC或DAC，并通過DMA進(jìn)行數(shù)據(jù)由ADC到RAM或者RAM到DAC的搬移，同時(shí)在ADC的輸入可以增加簡單的數(shù)字濾波及平滑化電路，這樣可不需要CPU經(jīng)常介入處理，也不會(huì)因?yàn)樾枰獙?shí)時(shí)處理ADC或DAC事件導(dǎo)致中斷程序占用太多時(shí)間，降低系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性及穩(wěn)定性。

3.4 支持多種工作模式

為了配合不同的應(yīng)用需求，并達(dá)到系統(tǒng)平均功耗的最小化，低功耗MCU需要提供多種工作模式，讓用戶靈活調(diào)配應(yīng)用，常見的工作模式有下列幾種：

● 正常運(yùn)行模式：CPU內(nèi)核及外設(shè)正常工作，能實(shí)時(shí)改變CPU及外設(shè)的工作頻率(On the Fly)或關(guān)閉不需要的時(shí)鐘源以獲得最佳的工作性能。

● 低頻工作模式：CPU內(nèi)核及外設(shè)工作于低頻的時(shí)鐘源，例如32.768K晶振或內(nèi)部低頻10K RC振蕩器。通常此時(shí)最大的耗電來源為嵌入式閃存及LDO本身的耗電流。如果此時(shí)的執(zhí)行程序不大，可以考慮將程序運(yùn)作于RAM以降低平均功耗。請(qǐng)注意并不是所有MCU都能支持在RAM執(zhí)行程序。

● Idle模式：CPU內(nèi)核停止，時(shí)鐘源和被致能的外圍電路持續(xù)工作，直到外圍電路符合設(shè)定條件喚醒CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或控制執(zhí)行流程。通常高頻的運(yùn)行模式，CPU及嵌入式閃存消耗相當(dāng)大比例的電流，故Idle模式能有效降低平均功耗。

● 待機(jī)RAM保持模式：CPU內(nèi)核及所有時(shí)鐘源關(guān)閉，內(nèi)置LDO切換到低耗電模式，但是RAM及IO引腳持續(xù)供電，維持進(jìn)入待機(jī)之前的狀態(tài)。

● RTC模式：CPU內(nèi)核及高頻時(shí)鐘源關(guān)閉，內(nèi)置LDO切換到低耗電模式，由于此時(shí)LDO供電能力降低，僅能提供低耗電的外圍電路運(yùn)行，例如32.768K晶振、RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器)、BOD(掉點(diǎn)檢測或重置電路)、TN單色LCD直接驅(qū)動(dòng)電路等。

● 深層待機(jī)模式：CPU內(nèi)核及所有時(shí)鐘源關(guān)閉，關(guān)閉RAM及LDO、BOD等所有外圍電路的電源，僅IO引腳(或部分IO引腳)持續(xù)供電，由IO引腳或重置(Reset)引腳喚醒CPU。因?yàn)榇四Ｊ较?，RAM的數(shù)據(jù)已丟失，通常會(huì)進(jìn)行內(nèi)部電源切割，提供數(shù)十個(gè)狀態(tài)記錄緩存器作為系統(tǒng)重啟時(shí)的初始狀態(tài)參考源。此模式的優(yōu)點(diǎn)是更低的靜態(tài)電流，通常僅需100nA~500nA，其缺點(diǎn)是并非所有的應(yīng)用都可以忍受RAM數(shù)據(jù)丟失及系統(tǒng)重啟。

3.5 電源系統(tǒng)的考慮

在多電源系統(tǒng)的應(yīng)用上，必須考慮低功耗MCU的內(nèi)部電源規(guī)劃或自動(dòng)切換，以下以市電/備用電池雙電源系統(tǒng)及內(nèi)置USB接口，但平常由電池供電的移動(dòng)設(shè)備來舉例說明。

● 市電/備用電池雙電源系統(tǒng)：MCU平常由市電經(jīng)由交直流轉(zhuǎn)換電路供電，當(dāng)市電斷電時(shí)，經(jīng)由連接在備用電源的獨(dú)立供電引腳進(jìn)行供電，同時(shí)在MCU內(nèi)部進(jìn)行電源切割，并提供一個(gè)可靠的備用電源自動(dòng)切換開關(guān)，確保市電正常供電時(shí)備用電池不會(huì)持續(xù)被消耗。但仔細(xì)考慮，其實(shí)有兩種狀況可能發(fā)生，一種是備用電池僅供電給部分低耗電的外圍電路，例如32.768K晶振、RTC時(shí)鐘電路、數(shù)據(jù)備份寄存器等。當(dāng)市電來時(shí)MCU將重新啟動(dòng)。另外一種狀況是當(dāng)市電斷電時(shí)，有可能MCU及部分外圍電路會(huì)被喚醒工作，然后再次進(jìn)入待機(jī)模式。智能型電表就是此類應(yīng)用的典型代表。在此種應(yīng)用中，備用電池需要供電給整顆MCU，所以電源自動(dòng)切換開關(guān)必須能承受更高的電流，相對(duì)成本也較高。

● 內(nèi)置USB接口移動(dòng)設(shè)備：此類設(shè)備平時(shí)由兩節(jié)電池供電或鋰電池供電，工作電壓可能為2.2V到3V，當(dāng)連接到USB時(shí)，USB接口轉(zhuǎn)由VBUS供電。此類低功耗MCU如果沒有內(nèi)置5V轉(zhuǎn)3V的USB接口LDO將會(huì)產(chǎn)生下列問題，當(dāng)連接USB時(shí)必須由外掛的LDO將USB VBUS的5V電源轉(zhuǎn)換為3V電源同時(shí)提供給MCU VDD及USB接口電路，但又必須避免LDO輸出的3V電源與脫機(jī)工作時(shí)的電池電源發(fā)生沖突，將會(huì)需要外加電源管理電路，增加系統(tǒng)成本及復(fù)雜度。

3.6 豐富的喚醒機(jī)制及快速喚醒時(shí)間

有許多的系統(tǒng)應(yīng)用場合，需要由外部的單一信號(hào)、鍵盤或甚至串行通信信號(hào)來激發(fā)MCU啟動(dòng)整體系統(tǒng)的運(yùn)作。在未被激發(fā)的時(shí)候，微控制器或甚至大部分的整機(jī)需要處于最低耗電的待機(jī)狀態(tài)，以延長電池的壽命。能夠在各種需求下被喚醒，也成為微控制器的重要特征。MCU能擁有各式不同的喚醒方式，包括各I/O可作為激發(fā)喚醒的通道，或是由I2C、UART、SPI的信道作為被外界組件觸發(fā)喚醒，或使用內(nèi)、外部的超低耗電時(shí)鐘源，通過Timer來計(jì)時(shí)喚醒。諸多的喚醒機(jī)制，只要運(yùn)用得當(dāng)，并配合微控制器的低功耗工作切換模式，可以使MCU幾乎時(shí)時(shí)處于極低功耗的狀況。

配有快速、高效率內(nèi)核的MCU，可以在每次喚醒的當(dāng)下短暫時(shí)間里，完成應(yīng)有的工作與反應(yīng)，并再次進(jìn)入深層的低待機(jī)模式，以此達(dá)到平均耗能下降的目的。但是，如果喚醒后開始執(zhí)行微指令的時(shí)間因?yàn)槟承┮蛩囟涎拥煤荛L，將會(huì)使降低總體耗電的目標(biāo)大打折扣，甚至達(dá)不到系統(tǒng)反應(yīng)的要求。因此，有些MCU，配合起振時(shí)間的改進(jìn)，邏輯設(shè)計(jì)的配合，使得喚醒后執(zhí)行指令的時(shí)間至少降到數(shù)個(gè)微秒之內(nèi)。

3.7 低功耗模擬外設(shè)及內(nèi)存

低功耗MCU在運(yùn)行時(shí)除了CPU內(nèi)核及被使能的數(shù)字外圍電路在工作外，越來越多被集成到內(nèi)部的模擬外圍電路也是耗電的主要來源。以最簡單的while (1);執(zhí)行語句來分析運(yùn)行功耗，共包含下列耗電來源：CPU內(nèi)核、時(shí)鐘振蕩器、嵌入式閃存內(nèi)存、及LDO本身的消耗電流。代入以下典型值數(shù)據(jù)將會(huì)更清楚顯示各個(gè)部分對(duì)耗電的影響：

● 工作頻率12MHz，MCU電壓3V，LDO輸出1.8V供給CPU內(nèi)核、內(nèi)存及其他數(shù)字電路

● 低功耗Cortex-M0內(nèi)核：600μA

● 嵌入式閃存內(nèi)存：1.5mA

● 低功耗12MHz晶振電路：230μA

● LDO本身的靜態(tài)消耗電流：70μA

● 總和 = 0.6 + 2 + 0.23 + 0.07 = 2.4mA，平均功耗約200μA/MHz

其中耗電比例最高的是嵌入式閃存內(nèi)存。如果要工作在更高頻率，通常會(huì)啟動(dòng)內(nèi)置的PLL提供更高頻率的時(shí)鐘源，在1.8V供電的典型PLL，12MHz輸入輸出48MHz工作電流約為1~2mA，如果不能有效降低PLL耗電，對(duì)高頻工作的低功耗MCU將是一大電流負(fù)擔(dān)。

LDO的最低靜態(tài)功耗、32.768kHz晶振電路、BOD及TN LCD驅(qū)動(dòng)電路的工作電流，都會(huì)大大影響到待機(jī)或RTC模式的功耗指針。以低功耗應(yīng)用的熱能表為例，RTC加LCD顯示的功耗要求在3V/8μA以下，這代表可以預(yù)估分配給下列電路的電流預(yù)算為：LDO靜態(tài)功耗0.5μA + 32.768kHz晶振及RTC電路1μA + BOD 1μA + TN LCD驅(qū)動(dòng)4μA + LCD玻璃1μA + 所有數(shù)字電路及模擬外設(shè)漏電流0.5μA。這些模擬外設(shè)除了低耗電要求，同時(shí)必須兼具要求批量生產(chǎn)及溫度變化時(shí)的一致性，這對(duì)模擬設(shè)計(jì)人員將是一大挑戰(zhàn)。

快速喚醒這個(gè)性能指針也會(huì)影響到下列模擬外設(shè)的穩(wěn)定時(shí)間。當(dāng)MCU從低耗電的待機(jī)模式喚醒時(shí)，首先要將LDO快速切換到高供電模式，啟動(dòng)內(nèi)部高速RC振蕩器，使能嵌入式閃存及CPU，以上所有電路的穩(wěn)定時(shí)間總和必須在數(shù)個(gè)微秒內(nèi)完成，才能符合快速喚醒的需求。

另外一個(gè)容易被忽略的設(shè)計(jì)是外圍電路啟動(dòng)電流，因?yàn)橄喈?dāng)多的便攜設(shè)備采用CR2032小型鋰電池，瞬間推動(dòng)力僅有數(shù)mA，尤其使用一段時(shí)間瞬間推動(dòng)力會(huì)更低，當(dāng)MCU被喚醒時(shí)果外圍電路啟動(dòng)電流總和太大時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致CR2032輸出電壓驟降而導(dǎo)致MCU重置(Reset)或工作不正常。為了避免此問題，除了降低外圍電路的啟動(dòng)電流，另一種方法是分時(shí)分段啟動(dòng)外圍電路，不要集中開啟太多耗電的電路。

4 平均功耗計(jì)算范例

為了讓讀者更具體了解平均功耗的計(jì)算，以新唐科技的低功耗32位MCU Nano系列及血糖計(jì)應(yīng)用為例，進(jìn)行使用年限的預(yù)估。新唐的Nano系列低功耗32位MCU的CPU內(nèi)核為Cortex-M0，具有200uA/MHz低運(yùn)行功耗、待機(jī)電流僅需1uA、7uS快速喚醒、多重時(shí)鐘信號(hào)來源及多種工作模式，多達(dá)128KB Flash、16K SRAM及12位ADC、12位DAC、SPI、I2C、I2S、UART、LCD、Touch Key等豐富外設(shè)，符合低功耗、高性能MCU應(yīng)用需求。

此血糖計(jì)范例采用CR2032 230mAh電池，使用方式、運(yùn)行功耗及靜態(tài)功耗如下表所示。

 

使用年限的計(jì)算方式請(qǐng)參考下表。量測時(shí)間比例、顯示時(shí)間比例及待機(jī)時(shí)間比例可由上表求得。例如，量測時(shí)間比例為“6次 x 0.25分鐘 / (60 x 24)分鐘 = 0.1%”。其余時(shí)間比例依此類推。量測平均電流為“量測時(shí)間比例 x (MCU工作耗電流 + 外部量測電路耗電流 + 待機(jī)(含RTC)耗電流 + LCD耗電流 + CR2032自放電)”。顯示平均電流為“顯示時(shí)間比例 x (待機(jī)(含RTC)耗電流 + LCD耗電流 + CR2032自放電)”。待機(jī)平均電流為“待機(jī)時(shí)間比例 x (待機(jī)(含RTC)耗電流 + CR2032自放電)”。最后計(jì)算出使用年限約為2.77年。由于待機(jī)時(shí)間比例高達(dá)99%，故血糖計(jì)應(yīng)用待機(jī)電流為延長使用年限最重要的參數(shù)。

 

5 結(jié)論

低功耗MCU設(shè)計(jì)是一個(gè)需要多面向考慮的復(fù)雜工作，本文僅闡述基本設(shè)計(jì)理念。開發(fā)低功耗MCU產(chǎn)品時(shí)，不只要挑戰(zhàn)電路設(shè)計(jì)的高困難度，更要由客戶應(yīng)用的角度考慮性價(jià)比，功能最強(qiáng)的不一定是最好的。往往性價(jià)比最適合的才能在市場上取得成功。由于智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)化管理等低功耗高性能應(yīng)用需求量持續(xù)增加，在可以預(yù)見的未來，32位低功耗MCU將逐漸取代8/16位低功耗MCU，成為市場主流。