前语
可穿戴设备、便携设备、追寻器、RFID、付出Ukey、 仪器仪表等需求高功能、低功耗、小体积的场合。这类运用 一般都是低占空比的运用场合，也就是说设备在一天24小时 内的绝大多数时刻是不作业的或许只需求坚持在计时状况， 进入作业状况的办法是通过守时唤醒或许外界信号唤醒，唤 醒后的一般动作是读取体系状况、处理并保存数据、一些算 法处理、然后进入待机或不作业状况。
业界针对此类运用一般的挑选办法有以下几种。一， 挑选一颗功耗较低的8位机或许16位机。固然，8位机或许16 位机本钱的确很低，可是功能往往不能满意需求，由于关于 这类运用而言，唤醒后的作业时刻越短越利于下降功耗，而32位机相较于8位机和16位机而言，相同主频下代码履行效 率大大提高，能够在功耗不明显添加的情况下大大缩短唤 醒后的作业时刻；而且一般8位机的尺度都无法做到32位机 能够做到的小尺度。二，挑选一颗超低功耗的32位MCU。 高 性 能 、 小 尺 寸 可 以 满 足 ， 但 是 因 为 即 使 是 超 低 功 耗 的 MCU，待机功耗仍是μA级，全体算下来功耗仍是不能做到 极致低。
结 合 以 上 两 种 设 计 的 不 足 ， 笔 者 设 计 一 种 基 于
图1 亚阈值功率优化技能原理
GD32F130G8U6和外置超低功耗RTC (AM1815)的处理计划，全体待机功耗可低至14nA，能够完美处理以上问题，
详细完成办法如下。
1 计划阐明
通 过 使 用 兆 易 创 新 ( g i g a d e v i c e) 的 高 性 能 3 2 位 M C U GD32F130G8U6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，作业履行 结束给RTC发sleep指令，操控RTC封闭MCU电源。RTC唤醒 MCU的办法能够是IO口电平改变边缘触发，也能够是守时 触发。该计划相关于单芯片计划的首要优势有以下几点。高功能 GD32F130G6U6首要特性： ARM Cortex-M3 内核；
最大时钟频率72Hz，内核拜访闪存高速零等候；单周期乘法器和硬件除法器；NV%&&&&&%中止嵌套支撑16个中止， 每个中止有16个优先 级；
64K flash、8K SRAM；高功能模仿外设，1个12bit的ADC，支撑10路通道，最 快转化时刻1us；多种外设接口，2个USART，2个SPI(18Mbit/s)，2个I2C(400Kbit/s)；片上1个高档守时器，1个体系守时器，最大支撑6个通 用守时器，1个DMA；
图2 AM1815典型运用电路图
支 持 上 电 复 位 ( P O R ) ， 掉 电 复 位 ( P D R ) 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： 作业状况：MCU运转功耗245μA/MHz，RTC 14nA； 待机状况：MCU功耗 0，RTC 14nA。 待机状况下该系
统的待机功耗仅为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系
统至少高一个数量级 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。
2 AM1815完成超低功耗原理
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年开端由
美国密西根大学研讨，通过六年开展，2010年正式运用到产 品里边，SPOT技能从头界说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。SPOT渠道 选用在亚阈值电压(低于0.5V)下运转的晶体管，而不是运用 一直在1.8V下坚持敞开的晶体管。
小尺度GD32F130G8U6封装能够做到4mm*4mm，AM1815封装 尺度3mm*3mm。选用GD130+AM1815能够有用减小PCB设 计尺度。
低本钱GD130归于cortex-M3核的超值型MCU，价格乃至低于 一些M0核的MCU和8位机。而AM1815尽管能够做到极致低 功耗，但自身仍是一颗RTC，价格也不贵。笔者从前对比过 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。（未完待续）
