低功耗MCU优化电池供电系统设计

低功耗MCU优化电池供电系统设计
对于嵌入式系统，尤其是电池供电系统(如便携电子设备、计量应用和医疗设备等)，降低系统功耗、延长电池的寿命已成为系统设计人员的关键目标。

在以单片机为核心的嵌入式应用中，低功耗MCU 需求也在不断攀升。

为了设计
出最佳系统，研发人员必须了解MCU 所能提供的节能功能，以便利用这些功
能设计出节能系统。

在本届IIC-China 技术研讨会上，Microchip 公司针对电池供电系统的低功耗MCU 技术及其应用策略备受关注。

影响功耗的因素众所周知，MCU 的功耗主要包括待机功耗(内核关闭、处于休眠模式下的功耗)和动态功耗(执行代码时的功耗)。

随着工艺节点不断演进，典型MCU 中的晶体管数
量迅猛增长，待机电流(晶体管漏电流)也呈比例增长；动态功耗则受到电池电压、频率、负载模块和外设（时钟树和组合逻辑等）以及运行时间延长等因素的影响。

针对不同的模式，可以采取不同的低功耗策略。

Microchip 公司市场开发经理余军苗介绍，在待机模式下可采取：1）降低待机电流，利用新的深度
休眠模式，消除晶体管漏电流。

2）使用新的低功耗WDT、RTCC 和BOR 电路。

运行模式下采取：1）缩短运行时间。

提高指令集效率，确保MCU 高效执行代码。

单周期指令越多，意味着代码执行时间越短，最终使得运行功耗越低。

2）充分用尽电池，确保MCU 能最大限度用尽电池的电能；3）减少动态功耗。

此外，影响功耗的其他因素包括：1）可编程闪存：编程电压越低，应用寿命
越长；2）灵活的唤醒源：确保唤醒源具有应用所需的延时长度。

休眠时间越长，功耗越低；3）稳定时间：唤醒时外围模拟器件的稳定时间；4)模拟器件的最低工作电压：工作电压越低，应用寿命越长；例如，最低工作电压从2.3V
降到 1.8V，就意味着增加13%的电池寿命。

综上所述，要延长电池寿命，可以从这几点入手：确保所用外设在低电压下工作；充分利用电池；执行时间短；。