降功耗對于一款使用電池供電的產品來說是至關重要的。當然這項工作不只是軟件開發人員的責任,還需要硬件工程師合理的電路設計,器件選型,最終共同努力將功耗控制到可接受的范圍。
MCU降功耗可以從以下6個方面著手:
1.器件選型
基于成本的考慮,電路使用的元器件可能不是低功耗的最佳選擇,如某些傳感器,本身功耗就比較大,這時想通過軟件降功耗就很麻煩了。最好選擇那些可以配置的,存在低功耗模式的傳感器。至于MCU,是顯而易見的,肯定選一款功耗低,滿足功能要求的,這些評審時自然會考慮到。一些8位MCU功耗是幾十微安,睡眠模式1uA左右,成為首選。這類MCU最容易出現的就是資源有限,引腳個數少,如某款IC ROM只有1K,RAM32字節,這樣最后的軟件實現很可能捉襟見肘。
2.降低主頻
眾所周知,芯片主頻越高,功耗越大。降功耗方案一般不使用外部晶振,使用內部晶振,頻率選擇常用的32768Hz雖然低,卻只能得到秒一級別的精度,想得到ms或us級別的精度,大于1M的頻率少不了。
3.睡眠模式
睡眠模式是降功耗的主要方式,MCU可以睡眠模式睡眠,模塊也可以睡眠。在外部觸發喚醒MCU之后,MCU再喚醒功耗更大的模塊,完成功能或通信后,馬上又進入睡眠,總之進入睡眠狀態自然是省電的。一些模塊存在多種睡眠模式,都是為了在不影響功能的前提下更加靈活地來降低功耗。
4.關閉未用資源
在使用稍復雜一點的MCU時,它本身所帶的外設,未使用時一定關閉。使用簡單的MCU時,可能所有的功能都是引腳模擬實現,如IIC,SPI,Uart之類,不過也要注意,進入睡眠停止工作之前,應將與之對應的傳感器等器件關閉或使其進入PowerDown Mode,喚醒后再做初始化、配置的工作。
5.配置IO口
前面提到睡眠之前,關閉外部器件,你以為這樣就可以了,其實未必。如果某些引腳接了外部上拉電阻,而MCU睡眠時該引腳置低,這樣一來,有壓差,有電阻,就形成了不必要的功耗。這點容易被忽略,所以各個引腳一定要根據外部電路合理配置。
6.間歇工作原則
所謂間歇工作,就是勞逸結合,工作休息交替進行,采用切電源的方式,開和關交替執行,這樣該器件的功耗就降了一半。如果某器件上電后,需要預熱一段時間,那這個方法就行不通了。還有一些電平驅動的元件,給一定占空比的脈沖就可以工作,還可以根據電壓調整占空比,平衡負載,實現電源最大利用率,不過這又是一項復雜的工作了。
以上是一些從MCU的角度降功耗的基本方法。降功耗是一項艱巨又具有挑戰的工作,要求越高,就越能發掘出越多的方法出來。
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原文標題:MCU降功耗可以從這6個方面著手
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