为什么选择低功耗MCU会如此困难

物联网和可穿戴技术使低功耗电路设计至关重要。此类设备往往是独立系统，这意味着它们通常由电池供电。自然，这些设备的功能仅与电池寿命一样长。持续时间越长，设备越有用。 

 

比较系统功耗。图片由Hackaday提供

 

由于这些原因，低功耗MCU选项已被市场所淹没。

虽然各种选择对于设计人员当然是有用的，但通常常常很难决定要为哪个应用程序使用哪个MCU。尝试浏览数据表和促销规格时尤其如此。在本文中，我们将回顾为您的设计选择低功耗MCU时的不同注意事项。 

 

比较MCU的问题 

如今，MCU具有九种以上的功耗模式已经很普遍。为了使事情更加混乱，不同的供应商倾向于以不同的方式命名可比较的电源模式。结果，尝试比较两个可比较的MCU可能会造成混淆。 

 

MCU功耗曲线。图片由Silicon Labs提供

 

通常，MCU供应商倾向于在数据表的第一页上显示最低功耗。尽管设备可能符合所提供的功率规格，但用于实现此规格的工作模式在设计人员的特定应用中可能不切实际。

最低功耗模式的一些非广告功能可能包括非常慢的唤醒时间，无状态或RAM保留或减小的工作电压范围。

 

低功耗MCU的初步考虑

为了比较功耗，工程师需要考虑电流消耗，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，它可以降低系统总功耗。通常，这些电气规格是按供应商特定的电源模式组织的。 

因此，为了准确比较MCU，设计人员必须首先定义工作条件，并将其与常见的工作模式相匹配。不同的工作条件考虑因素可能包括休眠模式电流消耗，RAM保留，启用/禁用RTC，启用/禁用外围设备，唤醒时间和电源电压范围等。

 

STMicroelectronics低功耗MCU数据表的摘录。图片由Mouser提供

 

在考虑这些操作条件时，工程师必须首先了解其最终产品的预期操作。

例如，如果工程师正在设计一种物联网设备，该设备每天进行一次读取和传输，然后在一天中的其他时间保持睡眠状态，那么选择深度睡眠功耗最低的MCU是有意义的，因为这是最常见的工作条件。 

一旦明确定义了工作条件，评估和比较MCU的工作将变得更加容易。

 

低功耗MCU的其他注意事项

除了可量化的低功耗规范外，还有其他功能对于实现最低的整体系统功耗至关重要。 

一个示例是确定MCU是否具有允许固件扩展内部电源电压的能力。以较低频率工作的MCU能够降低其电源电压并节省功率。

 

从深度睡眠模式唤醒，执行固定工作负载并返回深度睡眠模式的时间为1秒的设备示例。图片由Analog Devices提供

 

另一个有益的功能可能是选择性时钟门控，它允许将硬件模块与有源电路断开连接，从而防止不活动的外围设备消耗功率。 

尽管还有其他例子，但这两个例子清楚地表明，MCU的某些功能（超出其原始电流消耗数量）对于选择最佳的低功耗解决方案可能至关重要。

 

Microchip的MCU Plus显示驱动器

除了可用的低功耗MCU列表之外，Microchip还发布了新的PIC24F GU和GL系列MCU。 

值得注意的是，这些设备旨在用于带有数字显示器的电池供电应用，这通过集成低功耗显示驱动器得以证明。

通过使用集成的LCD驱动程序，开发人员可以从CPU上卸载简单的动画例程，从而即使在MCU处于ze睡，空闲或睡眠模式时也可以显示动画，以节省功耗。

 

Microchip最新的低功耗MCU PIC24F。图片由Microchip提供

 

Microchip MCU16业务部门副总裁Joe Thomsen说：“这种可扩展的设备系列支持从云连接的低功耗IoT节点和传感器系统到汽车，消费类和工业自动化应用的应用程序，并帮助开发人员轻松添加显示，增强功能和安全性他们的设计。”

 

选择合适的低功耗MCU

首先，为您的特定应用选择正确的低功耗MCU似乎很艰巨。为了更好地评估和比较不同的选择，必须首先了解MCU的预期工作条件，规格和功能。 

随着对超低功耗设计的需求不断增加，开发这些技能对于实践工程师来说是必不可少的。