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浅谈Microchip MCU系列完成下降功耗的办法

浅谈Microchip MCU系列实现降低功耗的措施-对大多数应用来说,人机界面、低功耗和无线连接集成是单片机(MCU)的三大前沿技术。而新型技术的推出都是以一定的应用为背景的。

对大多数使用来说,人机界面、低功耗和无线连接集成是单片机(MCU)的三大前沿技能。而新式技能的推出都是以必定的使用为布景的。

在超低功耗范畴也是如此。 Microchip公司宣告推出具有多种全新低功耗休眠形式且作业电流业界最低的PIC24FJ128GA310(PIC24F“GA3”)16位闪存MCU系列,扩展其超低功耗(XLP)单片机(MCU)产品线。PIC24F“GA3”器材具有150 μA/MHz作业电流,可谓业界最低的作业电流之一,并且供给新的支撑RAM保存的低电压休眠形式和用于实时时钟的VBAT的电池供电,再添加了6路DMA通道,进步数据的传输。

浅谈Microchip MCU系列完成下降功耗的办法

图1 PIC24FJ128GA310结构框图

下降功耗的办法

每个厂商关于下降功耗都有不同的处理方法。尽管每个MCU都有休眠状况或都有或许完成很低的作业耗电量,可是有的芯片在处于很低功耗的时分,基本功用也所剩无几了,没有时钟、没有RAM,一切功用都关掉了。而Microchip的处理方法便是把每个功用降到最低的一起还给客户一个挑选。例如假如你需求RAM,那么此芯片供给低电压状况,让RAM保存参阅数据。假如不需求,那么能够进入真实的休眠状况。

提到下降耗电量,主要是看器材的作业电流和待机电流。“PIC24F“GA3”系列将作业电流下降至仅有150 μA/MHz,这是业界16位闪存单片机中,电流耗费最低的。”Microchip先进单片机架构部产品营销司理崔勇介绍说,并且Microchip XLP产品系列在深睡觉状况下的待机电流最低能够降到40nA乃至20nA。这是由于PIC24F“GA3”选用了一些立异,例如引进了一个新形式——低电压休眠状况,让设备在深睡觉状况下,一起坚持RAM,保存一些参阅数据。一般来说,假如设备进入深睡觉状况,包含RAM等许多功用就会丢掉。Microchip开发的这项RAM保存功用是介于睡觉和深睡觉之间的一个新的低功耗状况。

一起,新产品还参加了一个新功用VBAT 电池备份, 是专门用于实时时钟供电的引脚。选用VBAT给实时时钟供电,耗电量能够低到400nA。

此外,新产品系列还新增了6路DMA (存储器直接拜访) 通道,能够协助把数据从外设上直接转到RAM,然后下降CPU负载,直接协助完成低功耗。

低电压休眠形式和VBAT的使用

PIC24F “GA3”的方针使用覆盖了消费类产品、工业、医疗和外表等低功耗范畴。其间一个比较重要的是外表,例如智能电表。该使用要求功耗低,并且在停电的时分需求有备用电池的支撑。

详细的使用实例有,欧洲IEC规则,功率计(电表)内的芯片计量功用不能超过10VA。因而假如在计量时耗电量过高,会糟蹋许多电,达不到IEC需求。Microchip的PIC24F“GA3”系列的计划中,计量成果能够直接放到RAM里,就无需糟蹋CPU的功用去做数据传输,这样CPU主芯片的负载就能够减轻,或运转更杂乱的代码,比方参加通讯功用,让电表功用更高。

再有,我国的国家电网的主动抄表方法,需求每隔一段时刻把表唤醒一次,将数据发送出去。这时,假如主动抄表常常要唤醒抄数据,就能够把数据保存在RAM里,唤醒时能够直接在RAM里边读取数据,比把数据放到Flash里边的功耗更低。

恒温器在深度休眠时,许多功用都被关掉,只能显现LCD的成果,可是不能改写屏幕。假如用低电压休眠形式,就能够确保改写LCD的数据。此外,和同类16位MCU比较,功耗会下降30%。延长了电池寿数后,便有额定的供电才能去完成RF或无线。VBAT独自的电池供电引脚能够节约电池替换时刻,能够独自用扣子电池给实时时钟供电,用额定的碱性电池给屏幕供电,因而能够确保换碱性电池时,时钟不会更改。

此外,Microchip还供给了一个小东西——电池寿数预算器。用户只需求将各种电压和环境温度参数放进去,以及输入所需的各种功用要求,这款东西能够预算出电池的使用寿数。

工艺及对低功耗的影响

从工艺的视点来讲,Microchip有 0.25,0.35 和0.18微米,也供给130nm或90nm的产品,各种工艺都有。但用户不必定要寻求先进的工艺,有些商场假如用0.35或0.25微米能满意需求,就没有必要一味寻求90nm或130nm。一般来说,工艺越高,漏电也越凶猛。所以这是一个平衡的问题;怎么去权衡高档工艺和漏电。比方咱们能够挑选一些低功耗的功率,或许在高功耗功率上加一些新供电方法去操控。

竞争对手和Microchip 的特征

在嵌入式操控器国际中,Microchip PIC是一个共同的架构,优点是Microchip不只能够操控自己的产品,还能够操控内核。能够依据商场需求调整。从用户的视点上看,他们是要跟潮流仍是要挑选一个能满意自己需求的产品。假如你的产品跟他人都相同,那怎么样表现产品的共同性和竞争力?因而,产品要有自己共同的当地,不光要拼价格,还要拼功用。

那么,未来8位、16位和32位单片机的开展意向怎么?严厉以数据总线宽度(8位、16位或32位)来区分单片机商场显得过于简略。单片机商场不会敏捷改动,而是会跟着低端范畴和高端范畴的新增使用逐渐开展。总归,在不久的将来,不会呈现由一个细分商场占有主导位置的局势,现状并不会产生底子改动。尽管32位单片机的商场占有率正在迅猛开展,可是,8位/16位MCU在商场中的位置仍不行撼动,未来,它们仍将占有巨大的商场比例。Microchip的崔勇称,其在8位单片机商场占有巨大比例,并且还将持续在该范畴投入很多资源,一起,Microchip的16位和32位单片机商场也在敏捷开展,多款新产品现已问世,更多产品行将推出。

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