寻求更低功耗

在正确的情形下,一个32位的微控制器可以比一个8位的微控制器更省电
 作者:Randy Frank,特约编辑  发表时间:2008-03-24
  使用最新式的微型控制器,工程师们就可以找出一些有趣的折衷方案。在飞思卡尔半导体的Flexis产品中,无论是8位或者是32位的磁芯,都采用同样的包装、外围设备和开发工具。正确选择的折衷方案包括费用、性能和功耗。
  用母线在CPU中按照50MHz运行,并且所有外围设备都按照25MHz运行,32位的单元,即ColdFire V1,消耗27mA,而8位S08单元消耗11mA. 在一个称作“Stop3”的睡眠状态中,ColdFire的耗值降到520 nA, 而S08的耗值降到450 nA,在“Stop3”中的内部电路是松散调控的,而且时钟以低频运转。在最低功率消耗模式中,即“Stop2”,外部时钟是关闭的,实时时钟由一个内部反射时钟运转,而且对于两个单元来说,功耗是一样的,都是670nA.
  “直观角度上,你会认为32位的磁芯不可能比8位的磁芯更省电”,飞思卡尔半导体GoldFire的主要构建者Joe Circello说道。然而,确实有可以影响功耗的情形,尤其是在传感器监控中,微型控制器处于睡眠
状态而且会定时性地苏醒以便进行测量。“用两倍的功耗成本,我可以得到10倍的性能,那样就根本上改变了功耗全程曲线图的面貌”Joe Circello说。
  有三个不同的设计方法可以使周期性测量情形中的功耗降至最低,并带来有趣的结果。在方法1中,微型控制器以16kHz的频率运行,实时时钟提供一秒钟的间歇来读取模数转换器的指示数。在方法2中,微型控制器中的晶体在“Stop3“期间提供准确的时钟。实时时钟在每秒钟苏醒一次进行模数转换器测量。在每进行第五次测量时,微型控制器都会采用8MHz的母线频率并且进行数据处理。第三个方法和第二个类似,只是微型控制器中的低耗振动器在“Stop2”期间提供时钟。



低功耗比赛
无论使用8 位(S08)还是32 位(V1)微型
控制器,用于定期测量的方法能够彻底减少电
流消耗。在最低功耗模式下,32位微型控制器
实际上要比8 位的汲取更少电流。

  这些计算考虑到每种情形中不同的转换时间,并且针对S08使用的是2000转的处理时间,而对V1使用的是500转。采用第三种方法,32位的单元耗电0.88 mA,这是最低的耗电程度,比8位的单元耗电0.82 mA还要少0.06mA。








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