MCU在低功耗时的静态功耗解析

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随着半导体技术和工艺的进步,MCU的功耗做的是越来越好。很多厂家都宣传自家的MCU是低功耗(Low Power)或者超低功耗(Ultra Low Power)。各家MCU在同等低功耗水平下的名称也各不相同,有的叫STOP、有的叫DEEP-SLEEP等,这个要仔细阅读芯片的参考手册去分辨。

其实不管是低功耗MCU还是超低功耗MCU,进入到这种低功耗模式:程序停止运行、RAM和寄存器数据保持、唤醒后程序继续执行不复位的功耗都是uA级别,只不过一般的低功耗MCU是3-5uA,超低功耗MCU是1uA左右。有一点需要十分注意的是该功耗只是常温25℃下的数值,当温度升高到85℃时,该值可能会发生较大的变化,这个一定要注意,因为它会直接关系到你的产品的电池使用寿命。我不止一次的被别人问过这个问题,他们都曾经在这个问题上遇到过坑,被伤害过。

下面让我们找几家MCU厂商,来看看他们的表现如何吧!

首先登场的是ST,这个大家应该最熟悉,我们以STM32L0x3系列为例。

RTC

ST的数据手册里写的非常清楚,不同温度下的功耗一目了然,不管是常温还是高温,可以看到ST的功耗水平还是非常优秀的。

RTC

近几年因为芯片缺货,国内MCU厂家迎来了前所未有的大好机遇,国内低功耗MCU比较知名的品牌有小华半导体和复旦微电子。

小华半导体的HC32L系列非常知名,尤其是在水表里应用广泛,据说水表领域其已占全国约60%的市场份额。

我们以HC32L176为例,DeepSleep模式常温时功耗是0.6uA,85℃的功耗接近6uA,这个比起ST要稍微差一点,不过也很优秀了。

RTC

再看复旦微的FM33LE0系列,功耗也不错,注意它是开启了RTC情况下的功耗,和上述小华看起来差不多。复旦微MCU用的最多的是电表领域,在燃气表、水表也有很多应用。

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再来看一款国民技术的N32L40X系列,它在高温下的功耗就比较大了,虽然Standby功耗比较低,但是这种模式唤醒后芯片是会复位的。

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最后再来看看兆易创新的GD32L233,手册里只写一个典型值,并没有看到高温时的数据,实际数据只能咨询厂家了。

RTC

笔者也查看了其它一些国内厂家的MCU手册,也有不少没标注高温时的功耗参数的,使用时还是要小心一些。

最后总结一下:MCU在低功耗时的静态功耗,受高温影响会指数级的增大,只是增大的幅度多少,和不同厂家的设计能力及工艺等因素有关,低温时则没什么影响。运行时的动态功耗受温度影响也不大,它主要取决于运行的主频大小。








审核编辑:刘清

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