本文摘要:传统的低功耗MCU设计都有很多8位MCU。

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传统的低功耗MCU设计都有很多8位MCU。这是因为8位核心门槛门比较少,运营或泄漏电流低,售价低廉。但是,许多新兴应用程序需要比8位内核更有效地处理。

近年来,智力生活的出现、物联网的产生、便携式消费电子产品和无线功能市场的需求更低,设计更简单。为了在提高性能的同时考虑低功耗,需要高性能低功耗主MCU作为平台。

另一方面,产业上的智能化也在进行远程监控、数字化、联网等。简单来说,人物的连接(适用云)、物物的连接(物联网)市场需求大,产品功能更简单,计算量更低。

2009年,ARM公开了32位CortexTM-M0内核,确保了MCU制造商强大的平台。MCU耗电量从何而来?在开始讨论低功耗MCU设计之前,应重新考虑MCU功耗的来源,主要由静态功耗和运营功耗两部分组成。

考虑实际应用程序时,最后需要系统功耗指标时,必须计算平均功耗。运营功耗现代MCU没有完全考虑数字电路的动态功耗,而是整合了相当多的模拟外围。

MCU运行时总功耗的计算方法是模拟周围功耗乘以数字周围动态功耗。模拟电路的功耗通常由工作电压和性能拒绝指针要求。

例如,100ns传输延迟(PropogationDelay)的比较器工作电流可能约为40微安培,如果传输延迟规格为1s,则工作电流可能下降到位微安培。数字电路的动态功耗主要来自电源频率、电压和等效阻抗电容器,计算如下。

通过PDynamic(动态功耗)~f(工作频率)xCL(等效阻抗容量)xVDD2(工作电压)上面的公式,降低动态功耗的最必要方法是降低工作电压和工作频率。但是,MCU的实际应用程序通常拒绝更宽的工作电压和更高的性能。

在降低工作电压方面,几乎相似的工序可以自由改编,利用LDO与CPU核心、数字电路和pin、港澳地区电压相关的模拟周边在高压操纵器上。需要连接到IO针脚和其他外部电路的模拟周围是高系统电压操作员。这样可以考虑低功耗和长工作电压的市场需求。降低工作频率在此参数中设计得很好的32位MCU进一步突出了性能优势,与直观的MIPS相比,32位总线具有更高的数据读取比特率,较低的工作频率超过了相同的性能,从而降低了总功耗。

另外,如果MCU内置了与操作者频率相关的模拟周围,如石英晶体波动电路、嵌入式存储器或电流DAC,则电流消耗与切换频率成正比。还要考虑低功耗MCU的动态功耗设计。静态功耗传统静态功耗是指系统时钟源重新打开时数字电路的泄漏电流。

但是,在混合信号低功耗MCU设计中,需要同时考虑各种溢出电流源,包括数字电路溢出电流、SRAM泄漏电流、大气中恢复的建模电路溢出电流(例如ADC、嵌入式内存)、大气中不恢复的建模电路操作电流(例如LDO、BOD)、IO引脚泄漏电流等。由于时钟源已恢复,影响静态功耗的主要参数是流程、电压和温度。

因此,为了减少静态功耗,必须自由选择超强低功耗工艺,但低功耗工艺通常预示高Vt,使低压模拟周围的设计变得困难。此外,MCU大气电流1微安培的规格,数字电路漏电RAM保持电流LDO工作电流BOD(升压检测或重置电路)工作电流总和必须大于1微安培。对于闪存来说,RAM更大、功能更多的低功耗MCU设计师来说,这是一个挑战。

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