物联网和可穿戴技术使低功耗电路设计变得至关重要。这样的设备往往是独立的系统,这意味着它们通常是由电池供电的。当然,这些设备的功能取决于它们的电池寿命;使用时间越长,设备就越有用。
比较系统功耗。图片由Hackaday
由于这些原因,市场上充斥着低功耗MCU选项。
虽然各种选项对设计师来说肯定是有用的,但决定将哪个MCU用于哪个应用程序常常是令人生畏的。在筛选数据表和促销规范时尤其如此。ag亚博科技在本文中,我们将回顾在为您的设计选择低功耗MCU时的不同考虑。
比较mcu的问题
如今,mcu拥有9个以上的电源模式并不少见。更让人困惑的是,不同的供应商倾向于以不同的方式命名类似的电源模式。因此,试图比较两个可比较的mcu可能会令人困惑。
单片机功耗概况。图片由硅实验室
一般来说,MCU供应商倾向于在数据表的第一页显示可达到的最低功率。虽然设备可能能够满足所述功率规格,但用于实现该规格的工作模式在设计者的特定应用中可能不实用。
最低功率模式的一些非公开特性可能包括非常慢的伴流时间,没有状态或RAM保持,或降低的工作电压范围。
对低功耗mcu的初步考虑
为了比较功耗,工程师需要考虑当前功耗、状态保持、唤醒时间和唤醒源。另一个重要的考虑因素是外围设备的可用性,可以降低系统的总功率。通常,这些电气规格是按照特定供应商的电源模式组织的。
因此,为了准确地比较mcu,设计师必须首先定义工作条件,并将其与常见的工作模式相匹配。不同的工作条件可能包括睡眠模式电流消耗、RAM保持、启用/禁用RTC、启用/禁用外设、唤醒时间和电源电压范围等。
STMicroelectronics低功耗MCyabosports官网U数据片段。图片由逮老鼠
当考虑到这些操作条件时,工程师必须首先了解成品的预期操作。
例如,如果一个工程师正在设计一个物联网设备,让一个人每天读取和传输数据,并在一天的其余时间睡觉,那么选择深度睡眠功耗最低的MCU是有意义的,因为这是最常见的操作条件。
一旦操作条件被明确定义,评估和比较mcu就会变得非常容易。
低功耗mcu的其他考虑因素
除了可量化的低功耗规格外,还有一些不同的功能可能对实现最低的整体系统功耗至关重要。
一个例子是决定一个MCU是否有能力允许固件缩放内部电源电压。低频率运行的单片机具有降低供电电压、节约电能的能力。
一个设备示例,其周期为1秒,从深度睡眠模式中醒来,执行固定的工作负载,然后返回到深度睡眠模式。图片由模拟设备
另一个有益的功能可能是选择性时钟门控,它允许硬件块从有源电路断开,防止非活动外围设备消耗电力。
虽然还有其他一些例子,但这两个例子清楚地表明,除了原始的电流消耗数字,MCU的某些功能可能对选择最佳的低功耗解决方案至关重要。
Microchip的MCU Plus显示驱动程序
在可用的低功耗mcu列表中,Microchip公司发布了其新的PIC24F GU和GL系列mcu。
值得注意的是,这些设备是为电池驱动的应用与数字显示,证明了低功耗显示驱动器的集成。
通过使用集成的LCD驱动程序,开发者可以从CPU中卸载简单的动画例程,允许在MCU处于休眠、空闲或睡眠模式以节省电力时显示动画。
微芯片最新的低功耗MCU, PIC24F。图片由微芯片
Microchip公司MCU16业务部门副总裁Joe Thomsen表示:“这种可扩展的设备系列使从云连接的低功耗物联网节点和传感器系统到汽车、消费者和工业自动化应用程序的应用成为可能,并帮助开发人员轻松地在其设计中添加显示、健壮性和安全性。”
选择合适的低功耗MCU
一开始,为您的特定应用选择合适的低功耗MCU似乎很困难。为了更好地评估和比较不同的选项,必须首先了解MCU的预期运行条件、规格和功能。
随着超低功耗设计需求的上升,开发这些技能将是实习工程师必不可少的。