1 计划阐明
经过运用兆易立异(Gigadevice)型号为 GD32F130G8U6 的高性能32位单片机(MCU)和Ambiq Micro 的超低功耗RTC AM1815来替代单颗低功耗MCU的计划。待机状况下，MCU 彻底shutdown，只要RTC作业，坚持计时以及保存重要备份 数据；作业状况下，MCU被RTC唤醒，履行程序，作业执 行结束给RTC发sleep指令，操控RTC封闭MCU电源。RTC唤 醒MCU的方法可所以IO口电平改变边缘触发，也可所以定 时触发。该计划相对于单芯片计划的首要优势有以下几点。 GD32F130G6U6首要特性：ARM Cortex-M3 内核；最大 主频72Hz，内核拜访闪存高速零等候；单周期乘法器和硬 件除法器；NVIC中止嵌套支撑16个中止，每个中止有16个 优先级；64K flash、8K SRAM；高性能模仿外设，1个12bit的 ADC，支撑10路通道，最快转化时刻1μs；多种外设接口，
2个USART，2个SPI(18Mbit/s)，2个I2C(400Kbit/s)；片上1个 高档定时器，1个体系定时器，最大支撑6个通用定时器，1 个DMA；支撑上电复位(POR)，掉电复位(PDR)和低压检测 (LVD)；28pin封装，23个可用IO；内部高速时钟(8MHz)和 内部低速时钟(40kHz)。
超 低 功 耗 表 现 在 工 作 状 态 ： M C U 运 行 功 耗 2 4 5 μ A / MHz，RTC 14nA；待机状况：MCU功耗 0，RTC 14nA。待 机状况下该体系的待机功耗仅为14nA，即使是市面上在低 功耗上做得最好的MCU厂家(比方Energy Micro)，其出产的 MCU的待机功耗也要比以上体系至少高一个数量级以上。
当体系长时刻处于待机状况的时分，该体系在低功耗上极具优势。小 尺 寸 封 装 可 以 做 到 4 m m * 4 m m ， A M 1 8 1 5 封 装 尺 寸
3mm*3mm。选用GD130+AM1815能够有用减小PCB规划尺度。GD1 30归于cor tex-M3核的超值型MCU， 价格乃至低
图1 AM1815典型使用电路图
于一些M0核的MCU和8位机。而AM1815尽管能够做到极 致 低 功 耗 ， 但 本 身 还 是 一 颗 RTC ， 价 格 也 不 贵 。 对 比 过 GD130+AM1815两颗加起来的价格，乃至低于许多主打超低 功耗的M3核和M0核的MCU。
Ambiq Micro 是一家专心于研制出产低功耗芯片产品的 美国公司，其产品选用先进的SPOT技能（亚阈值功率优化 技能），SPOT技能上世纪由物理学家发现，2004年由美国 大学研讨，2010年正式使用到产品里边。SPOT技能重新定 义了超低功率半导体的意义，为芯片建立了新的规范，然后 使得功耗做得更低。本规划中由AM1815芯片完成超低功耗 原理。
2 硬件参阅规划
图2 SPI读写进程
如图1所示，AM1815进入sleep形式的方法为MCU经过 SPI接口设置AM1815的sleep相关存放器的值以使其进入sleep 形式，当AM1815进入sleep形式后，会将PSW/nIRQ2引脚电 平由低变为高，而AM1815的PSW/nIRQ2引脚接到MCU的 VSS，当其电平由低变高时，MCU从上电变为断电状况。 AM1815从sleep形式唤醒的方法为其EXTI引脚接收到一个上 升沿或许下降沿脉冲，这样PSW/nIRQ2引脚电平就会从高变 为低，然后MCU从断电变为上电状况。经过以上这种方法， 以AM1815的进入低功耗和唤醒来操控MCU的断电和上电。
3 软件参阅规划 MCU经过SPI接口读写AM1815存放器时序如图2所示： 由AM1815的datasheet中SPI读写时序图大约可知，MCU
读AM1815存放器的进程，首要要发送一个需求读取的存放 器地址addr，其间addr的第7位为0表明读，然后把MCU经过 SPI接收到的AM1815回来的第一个字节丢掉，从第二个字节开端次序接收到的数据便是读取的数据。MCU写AM1815的 进程相似，首要发送需求写入的存放器地址addr，其间addr 的第7位为1表明写，然后顺次将需求写入的字节写入，不必 管AM1815回来的数据。
挑选GD130的一个一般的GPIO口(例如PB7)作为操控 引 脚 ， 当 检 测 到 P B 7 上 有 一 个 下 降 沿 时 ， 通 过 S P I 接 口 向 AM1815的sleep存放器写值则会操控AM1815进入sleep形式。
4 结语
本 文 设 计 了 一 种 可 以 应 用 于 可 穿 戴 设 备 、 便 携 设 备 、 追 踪 器 、 R F I D 、 支 付 U k e y 、 仪 器 仪 表 等 行 业 的 低 功耗规划计划。 该计划运用了Gigadev ice公司的高性价比 MCU GD32F130G8U6和Ambiq Micro公司的超低功耗RTC AM1815。和业界通用的单芯片计划比较，该计划具有高性 能、超低功耗、小尺度以及低成本的特色。在低占空比的应 用场合，该计划的优势愈加显着。
