物聯網和可穿戴技術使低功耗電路設計至關重要。此類設備往往是獨立系統，這意味著它們通常由電池供電。自然，這些設備的功能僅與電池壽命一樣長。持續時間越長，設備越有用。

比較系統功耗。圖片由Hackaday提供

由于這些原因，低功耗MCU選項已被市場所淹沒。

雖然各種選擇對于設計人員當然是有用的，但通常常常很難決定要為哪個應用程序使用哪個MCU。嘗試瀏覽數據表和促銷規格時尤其如此。在本文中，我們將回顧為您的設計選擇低功耗MCU時的不同注意事項。

比較MCU的問題

如今，MCU具有九種以上的功耗模式已經很普遍。為了使事情更加混亂，不同的供應商傾向于以不同的方式命名可比較的電源模式。結果，嘗試比較兩個可比較的MCU可能會造成混淆。

MCU功耗曲線。圖片由Silicon Labs提供

通常，MCU供應商傾向于在數據表的第一頁上顯示最低功耗。盡管設備可能符合所提供的功率規格，但用于實現此規格的工作模式在設計人員的特定應用中可能不切實際。

最低功耗模式的一些非廣告功能可能包括非常慢的喚醒時間，無狀態或RAM保留或減小的工作電壓范圍。

低功耗MCU的初步考慮

為了比較功耗，工程師需要考慮電流消耗，狀態保持，喚醒時間和喚醒源。另一個重要的考慮因素是外圍設備的可用性，它可以降低系統總功耗。通常，這些電氣規格是按供應商特定的電源模式組織的。

因此，為了準確比較MCU，設計人員必須首先定義工作條件，并將其與常見的工作模式相匹配。不同的工作條件考慮因素可能包括休眠模式電流消耗，RAM保留，啟用/禁用RTC，啟用/禁用外圍設備，喚醒時間和電源電壓范圍等。

STMicroelectronics低功耗MCU數據表的摘錄。圖片由Mouser提供

在考慮這些操作條件時，工程師必須首先了解其最終產品的預期操作。

例如，如果工程師正在設計一種物聯網設備，該設備每天進行一次讀取和傳輸，然后在一天中的其他時間保持睡眠狀態，那么選擇深度睡眠功耗最低的MCU是有意義的，因為這是最常見的工作條件。

一旦明確定義了工作條件，評估和比較MCU的工作將變得更加容易。

低功耗MCU的其他注意事項

除了可量化的低功耗規范外，還有其他功能對于實現最低的整體系統功耗至關重要。

一個示例是確定MCU是否具有允許固件擴展內部電源電壓的能力。以較低頻率工作的MCU能夠降低其電源電壓并節省功率。

從深度睡眠模式喚醒，執行固定工作負載并返回深度睡眠模式的時間為1秒的設備示例。圖片由Analog Devices提供

另一個有益的功能可能是選擇性時鐘門控，它允許將硬件模塊與有源電路斷開連接，從而防止不活動的外圍設備消耗功率。

盡管還有其他例子，但這兩個例子清楚地表明，MCU的某些功能（超出其原始電流消耗數量）對于選擇最佳的低功耗解決方案可能至關重要。

Microchip的MCU Plus顯示驅動器

除了可用的低功耗MCU列表之外，Microchip還發布了新的PIC24F GU和GL系列MCU。

值得注意的是，這些設備旨在用于帶有數字顯示器的電池供電應用，這通過集成低功耗顯示驅動器得以證明。

通過使用集成的LCD驅動程序，開發人員可以從CPU上卸載簡單的動畫例程，從而即使在MCU處于ze睡，空閑或睡眠模式時也可以顯示動畫，以節省功耗。

Microchip最新的低功耗MCU PIC24F。圖片由Microchip提供

Microchip MCU16業務部門副總裁Joe Thomsen說：“這種可擴展的設備系列支持從云連接的低功耗IoT節點和傳感器系統到汽車，消費類和工業自動化應用的應用程序，并幫助開發人員輕松添加顯示，增強功能和安全性他們的設計。”

選擇合適的低功耗MCU

首先，為您的特定應用選擇正確的低功耗MCU似乎很艱巨。為了更好地評估和比較不同的選擇，必須首先了解MCU的預期工作條件，規格和功能。

隨著對超低功耗設計的需求不斷增加，開發這些技能對于實踐工程師來說是必不可少的。