从事以微控制器为基础的低功耗系统设计时,必须注意从硅制程到软件等非传统因素。在系统级进行进一步检查后,发现决定微控制器(MCU)能效的关键参数主要有三种:有功功率消耗、待机功耗和周期,而各种状态下所占用的时间比率则是由软件本身来决定。。
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完全低功耗嵌入式系统设计白皮书 BigPic:457x637 |
低功耗待机状态使得 MCU 看起来能源效率极高,但事实是,只有考虑了控制工作模式功耗的所有因素后才能决定 MCU的能源效率状况。总之,对于处理制程、IC架构和软件结构选择的权衡是十分微妙的决定因素,有时会出现意想不到的结果。此外,MCU 上功能模块结合的方式对整体耗电有着动态影响。即使对于硬件看似小而轻微的改变,都可能会导致系统执行周期中整体耗电的大幅波动。
本文分为第一和第二部份,第一部份是硅芯片的选择,第二部份是软件设计原则。第一部份详细说明了从CMOS耗电分布、适合选择的生产制程到频率分配和供电原则等技术,探讨了在硅晶层面实现最低功耗的芯片级设计原则。第二部份则探讨实现低功耗嵌入式设计需注意的软件原则,如何以最合适的方式使用硬件资源,包括动态电压分配、内存利用、程序优化、高效节能工具等。
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