----嵌入式微控制器 （mcu）的功耗在當(dāng)今電池供電運(yùn)用中正變得越來(lái)越無(wú)足輕重。大多mcu芯片廠商都供應(yīng)低功耗低功耗產(chǎn)品，可是選擇一款最適合您自己運(yùn)用的產(chǎn)品并非易事，并不像比照數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡(jiǎn)略。我們有必要具體比照 mcu 功用，以便找到功耗最低的產(chǎn)品，這些功用包括：斷電方式 定時(shí)系統(tǒng) 工作驅(qū)動(dòng)功用 片上外設(shè) 掉電檢測(cè)與保護(hù) 漏電流 處理功率。
----在低功耗規(guī)劃中，均勻電流消耗往往決議電池壽數(shù)。例如，假設(shè)某個(gè)運(yùn)用選用額外電流為 400mAh 的 Eveready 高電量 9V 1222 型電池的話，要供應(yīng)一年的電池壽數(shù)其均勻電流消耗有必要低于 400mAh/8760h，即45.7uA。
----在使 mcu 可以到達(dá)電流預(yù)算的一切功用中，斷電方式最重要。低功耗MCU 具有可供應(yīng)不同級(jí)別功用的斷電方式。例如，TI 超低功耗 mcu MSP430 系列產(chǎn)品可以供應(yīng) 5 種斷電方式。低功耗方式 0 （LPM0） 會(huì)關(guān)閉 CPU，可是堅(jiān)持其他功用正常作業(yè)。LPM1 與 LPM2 方式在禁用功用列表中增加了各種時(shí)鐘功用。LPM3 是最常用的低功耗方式，只堅(jiān)持低頻率時(shí)鐘振蕩器以及選用該時(shí)鐘的外設(shè)工作。LPM3 一般稱為實(shí)時(shí)時(shí)鐘方式，因?yàn)樗饝?yīng)定時(shí)器選用低功耗 32768Hz 時(shí)鐘源工作，電流消耗低于 1uA，一起還可定期激活系統(tǒng)。終究，LPM4 完全關(guān)閉器件上的包括 RAM 存儲(chǔ)在內(nèi)的一切功用，電流消耗僅 100 毫微安。
----時(shí)鐘系統(tǒng)是mcu功耗的要害。運(yùn)用可以每秒多次或幾百次進(jìn)入與退出各種低功耗方式。進(jìn)入或退出低功耗方式以及快速處理數(shù)據(jù)的功用極為重要，因?yàn)?CPU會(huì)在等候時(shí)鐘穩(wěn)定下來(lái)期間浪費(fèi)電流。大多低功耗mcu 都具有“即時(shí)發(fā)起”時(shí)鐘，其可以在不到 10～20us 時(shí)間內(nèi)為 CPU 準(zhǔn)備就緒?？墒牵匾氖且斫饽男r(shí)鐘是即時(shí)發(fā)起、哪些非即時(shí)發(fā)起的。某些mcu 具有雙級(jí)時(shí)鐘激活功用，該功用在高頻時(shí)鐘穩(wěn)定化過(guò)程中供應(yīng)一個(gè)低頻時(shí)鐘（一般為32768Hz），其可以到達(dá) 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時(shí)間內(nèi)正常工作，可是工作頻率較低，功率也較低。假設(shè) CPU 只需求執(zhí)行數(shù)量較少的指令的話，如：25 條，其需求 763us。CPU 低頻比高頻時(shí)消耗更少的電流，可是并缺乏于補(bǔ)償處理時(shí)間的差異。比較而言，某些 mcu 在 6 微秒時(shí)間內(nèi)就可認(rèn)為 CPU 供應(yīng)高速時(shí)鐘，處理相同的 25 條指令僅需求大約 9us（6us 激活＋25 條指令′0.125us指令速率），而且可以完結(jié)即時(shí)發(fā)起的高速串行通訊。
----別的，假設(shè) mcu 時(shí)鐘系統(tǒng)為外設(shè)供應(yīng)多個(gè)時(shí)鐘源的話，當(dāng) CPU 處于睡覺(jué)狀況時(shí)外設(shè)依然可以工作。例如，一次 A/D 轉(zhuǎn)化或許需求一個(gè)高速時(shí)鐘。假設(shè) mcu 時(shí)鐘系統(tǒng)供應(yīng)獨(dú)立于 CPU 的高速時(shí)鐘，CPU 就可以在 A/D 轉(zhuǎn)化器工作情況下進(jìn)入睡覺(jué)狀況，從而節(jié)約 CPU 耗流量。
----工作驅(qū)動(dòng)功用與時(shí)鐘系統(tǒng)的靈活性并存。間斷會(huì)使 mcu 退出低功耗方式，因而，mcu 的間斷越多，其防止浪費(fèi)電流的 CPU 輪詢與下降功耗的靈活性就越大。輪詢意味著進(jìn)行與不進(jìn)行功耗預(yù)算之間存在差異，因?yàn)樗诘群虺霈F(xiàn)工作時(shí)會(huì)浪費(fèi)CPU 帶寬并需求額外電流。一個(gè)好的低功耗mcu 應(yīng)具有充沛的間斷功用，為其一切外設(shè)供應(yīng)間斷，一起為外部工作供應(yīng)很多外部間斷。
----按鈕或鍵盤(pán)運(yùn)用可以證明外部間斷的優(yōu)勢(shì)。假設(shè)不具有間斷功用，mcu 有必要頻繁輪詢鍵盤(pán)或按鈕，以確認(rèn)其是否被按下。不只輪詢自身會(huì)消耗功率，而且控制輪詢距離也需求定時(shí)器，其會(huì)消耗附加電流。比較而言，在具有間斷情況下，CPU 可以在整個(gè)過(guò)程中堅(jiān)持睡覺(jué)狀況，只有按下按鈕時(shí)才激活。
----在選擇低功耗mcu 時(shí)，還需求考慮外設(shè)功耗與電源處理。某些超低功耗mcu 僅僅是規(guī)劃時(shí)不具有低利率功用的舊架構(gòu)的改進(jìn)版別。而有些 mcu 在規(guī)劃時(shí)即具有低功耗特性，并在其外設(shè)中內(nèi)置了低功耗功用。一種特性是在需求時(shí)單獨(dú)發(fā)起或關(guān)閉外設(shè)的才干，換言之，更重要的是自動(dòng)發(fā)起或關(guān)閉外設(shè)的才干。 A/D 轉(zhuǎn)化器便是一個(gè)比如，其在完結(jié)一次轉(zhuǎn)化后可以自動(dòng)關(guān)閉。別的，某些 mcu 正在引入直接存儲(chǔ)器存取功用，其可以在無(wú)需 CPU 干涉情況下自動(dòng)處理數(shù)據(jù)。
----大多 mcu 具有集成的掉電保護(hù)功用，當(dāng)電源低于正常操作規(guī)模時(shí)其可以復(fù)位 mcu。一般會(huì)供應(yīng)發(fā)起或關(guān)閉掉電保護(hù)以節(jié)約功耗的功用，可是有必要在整個(gè)過(guò)程中都使掉電保護(hù)功用置于可用狀況，因?yàn)榈綦娛遣豢刹聹y(cè)的。某些 mcu 需求70uA 的電流來(lái)完結(jié)掉電保護(hù)。在只需求 45uA 均勻電流的運(yùn)用實(shí)例中很明顯可以不考慮這些 mcu。
----在選擇低功耗 mcu 期間有時(shí)會(huì)忽視漏電流，可是，在最苛刻的低功耗運(yùn)用中則有必要考慮到漏電流。大多改進(jìn)后的低功耗 mcu 都具有 1uA 的限制輸入漏電流。在 20 輸入器件中，它或許會(huì)消耗 20uA！針對(duì)低功耗規(guī)劃的最新 mcu 具有最高50nA 的漏電流。
----終究，我們常常會(huì)誤解 mcu 處理功率。我們一般會(huì)認(rèn)為 16 位 mcu 需求兩倍于 8 位 mcu 的內(nèi)存，可是一個(gè) 16 位架構(gòu)實(shí)際上需求比 8 位架構(gòu)要少一些的代碼，而 16 位 mcu 一般會(huì)更快速地執(zhí)行任務(wù)。例如，8 位 mcu芯片 需求 CPU 開(kāi)支來(lái)處理具有 10 位 A/D 轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)或需求 16 位核算的運(yùn)用中的數(shù)據(jù)。而且當(dāng)今許多mcu 產(chǎn)品都具有單個(gè)作業(yè)文件或累加器，其數(shù)據(jù)有必要進(jìn)行傳輸，以便處理，因而，與依據(jù)寄存器的架構(gòu)比較需求額外的 CPU 開(kāi)支。表 1 闡明在 16 位現(xiàn)代架構(gòu)與8 位 8051 架構(gòu)上傳輸 10 位 A/D 數(shù)據(jù)的指令。在選用 1Mhz 時(shí)鐘情況下，16 位器件需求 6us 進(jìn)行傳輸，而 8 位器件則需求 24us。16 位 mcu8 位 mcumov.w &ADC10MEM，&RAMmovf ADRESH，W movwf RAML bsf 0x20 movlf ADCHRESL，W bcf 0x20 movwf RAMH ----表 1：16 位與 8 位 mcu 代碼要求
----選擇低功率 mcu 是一項(xiàng)耗時(shí)、棘手的作業(yè)。假設(shè)花費(fèi)一些時(shí)間來(lái)了解可用產(chǎn)品選項(xiàng)的架構(gòu)特性，我們就可以開(kāi)宣布能滿意最苛刻功率預(yù)算的規(guī)劃。
