盘点下代超低功耗黑科技：IoT核心组件

物联网节点里的最后一个关键模组是MCU。MCU作为控制整个物联网节点的核心模组，其功耗也往往不可忽视。

如何减小MCU的功耗？

MCU功耗一般分为静态漏电和动态功耗两部分。在静态漏电部分，为了减小漏电，可以做的是减小电源电压，以及使用低漏电的标准单元设计。在动态功耗部分，我们可以减小电源电压或者降低时钟频率来降低功耗。由此可见，降低电源电压可以同时降低静态漏电和动态功耗，因此能将电源电压降低的亚阈值电路设计就成了超低功耗 MCU 设计的必由之路。

举个例子

将电源电压由1.2V降低到0.5V可以将动态功耗降低接近6倍，而静态漏电更是指数级下降。当然，亚阈值电路设计会涉及一些设计流程方面的挑战，例如如何确定亚阈值门电路的延迟，建立／保持时间等都需要仔细仿真和优化。

在学术界，弗吉尼亚大学的研究组发布了动态功耗低至500nW的传感器SoC，其中除了MCU之外还包括了计算加速器和无线基带。

在已经商业化的技术方面，Ambiq 公司的 Apollo 系列 MCU 使用了Ambiq 拥有多年积累的亚阈值设计技术（SPOT™），该系列中的ARM Cortex MCU和RTC是全球同类产品中最低功耗的组件哦~

SPOT这种创新技术使晶体管能够在远低于被半导体行业标准视为“标准”的电压水平下工作，因此其解决方案在功耗改善上远远超越其他半导体元件。Apollo MCU运行于闪存时在活跃模式下电流消耗约为34µA/MHz，而在睡眠模式下电流则小于150nA。此外，Apollo MCU 还为微控制器的历史开启了崭新的一页，根据行业标准 EEMBC ULPBenchTM 基准测试时，其所消耗的功耗仅为其他任何产品的一半以上。

在未来，我们可望可以看到功耗低至nW数量级的 MCU，从而为使用能量获取技术的物联网节点铺平道路。

Ambiq Micro公司于2010年依据“极低功耗半导体是电子产业未来关键”这一简单而强大的概念而成立。Ambiq使用开创性超低功耗技术以帮助世界各地的创新企业开发差异化解决方案，减少或消除电池需求和降低整体系统功耗，并且最大限度地提高工业设计灵活性。

Ambiq所开发的突破性技术基于其享有专利之亚阈值功率优化技术(Subthreshold Power Optimized Technology) 平台，显着降低半导体器件所消耗的功率，从而使得其集成电路产品成为能耗关键性应用的理想解决方案。

如今，富士通电子作为Ambiq的分销合作伙伴，在日本、亚洲和欧盟地区销售Ambiq Micro的Apollo系列ARM Cortex微控制器(MCU)和实时时钟(RTC)产品。