32位元MCU功耗再降

　　早期低功耗MCU受限于成本及制程技術(shù)，大都選擇8位元CPU內核，但隨著(zhù)工業(yè)智慧化的發(fā)展，導致產(chǎn)品功能更加復雜，運算量更高，8位元MCU已逐漸無(wú)法滿(mǎn)足效能需求；為了兼顧低功耗高效能，選擇適用的32位元CPU內核乃大勢所趨。

　　選擇低功耗CPU內核，除了單位頻率耗電流外，還須要綜合考量小容量的低記憶體代碼，相同功能所需的代碼越長(cháng)，除了增加記憶體成本，也代表更長(cháng)的運行時(shí)間及功耗。另外，由于軟體開(kāi)發(fā)成本在后期將會(huì )越來(lái)越高，大量的參考代碼及更多的第三方開(kāi)發(fā)商的支持，均可有效降低軟體的開(kāi)發(fā)時(shí)間及成本。也因此，選擇一款更多人使用的CPU內核也是重要的考量之一。

　　控制數位電路時(shí)脈

　　對于一般的同步數位電路設計，要使數位單元有效降低操作電流，透過(guò)控制時(shí)脈的頻率或截止不需要的時(shí)脈跳動(dòng)，也是重要的方法。低功耗MCU通常配備豐富的時(shí)脈控制單元，可對個(gè)別的數位周邊單元，依照需求做降頻或升頻的操作調整，在達到運作能力的同時(shí)，用最低的頻率來(lái)運行。但為了達到更彈性的時(shí)脈配置，可能導致CPU內核和周邊電路時(shí)脈不同步的現象，此時(shí)必須仔細考慮電路設計，保證跨時(shí)脈領(lǐng)域資料存取的正確性。

　　另外，為了盡量降低CPU介入處理時(shí)間或降低CPU工作頻率而節省下來(lái)的功耗，可提供直接記憶體存?。―MA）或周邊電路相互觸發(fā)電路進(jìn)行資料的傳遞，如定時(shí)器（Timer）定時(shí)自動(dòng)觸發(fā)ADC或DAC，并透過(guò)DMA進(jìn)行資料由ADC到RAM，或者RAM到DAC的搬移，同時(shí)在A(yíng)DC的輸入可以增加簡(jiǎn)單的數位濾波及平滑化電路，如此不須要CPU經(jīng)常介入處理，也不會(huì )因為須要即時(shí)處理ADC或DAC事件，導致中斷程序占用太多時(shí)間，降低系統的即時(shí)性及穩定性。

　　支援多種工作模式

　　為了配合不同的應用需求，并達到系統平均功耗的最小化，低功耗MCU須要提供多種操作模式，讓使用者靈活調配應用，常見(jiàn)的操作模式有下列數種：

　?。＿\行模式

　　CPU內核及周邊正常工作，能即時(shí)改變CPU及周邊的工作頻率（On the Fly）或關(guān)閉不需要的時(shí)脈源，以獲得最佳的工作效能。

　?。皖l工作模式

　　CPU內核及周邊工作于低頻的時(shí)脈源，如32.768kHz晶振或內部低頻10K電阻電容（RC）振蕩器，通常最大的耗電來(lái)源，為嵌入式快閃記憶體及LDO本身的耗電流。若此時(shí)的執行程序不大，可以考慮將程序運作于RAM，以降低平均功耗。請注意并不是所有MCU都能支援在RAM執行程序。

　?。甀dle模式

　　CPU內核停止，時(shí)脈源和被啟動(dòng)的周邊電路持續工作，直到周邊電路符合設定條件，喚醒CPU進(jìn)行資料處理或控制執行流程。通常高頻的運行模式，CPU及嵌入式快閃記憶體消耗相當大比例的電流，故閑置（Idle）模式能有效降低平均功耗。

　?。龣CRAM保持模式

　　CPU內核及所有時(shí)脈源關(guān)閉，內建LDO切換到低耗電模式，但是RAM及I/O接腳持續供電，維持進(jìn)入待機之前的狀態(tài)。

　?。甊TC模式

　　CPU內核及高頻時(shí)脈源關(guān)閉，內建LDO切換到低耗電模式，由于此時(shí)LDO供電能力降低，僅能提供低耗電的周邊電路運行，如32.768kHz晶振、即時(shí)時(shí)脈計數器（RTC）、BOD、TN單色LCD直接驅動(dòng)電路等。