瘦身計(jì)劃：減少微控制器使用的電容式觸摸屏控制器案例分析

　　這里是一個(gè)完全不同的情況?，F(xiàn)在出現(xiàn)的是數(shù)量級(jí)的差異：<0.1mW vs<10mW。圖4清楚地表明，相比基于AFE的設(shè)計(jì)(圖4b)，在更長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，集成MCU觸摸屏控制器(圖4a)額外硬件的功耗更多。考慮到設(shè)備在90%時(shí)間里通常都處在上述狀態(tài)下時(shí)，這種情況便更具意義。這種AFE型設(shè)計(jì)的低功耗創(chuàng)新可給系統(tǒng)添加諸如雙擊喚醒等新功能。

　　我們從功耗的角度，為您說明了只能使用基于AFE解決方案的合理性。您是否在想，如果沒有MCU，你將更加依賴于應(yīng)用處理器，這樣會(huì)不會(huì)讓其負(fù)擔(dān)過大呢?下面讓我們來看看，是否會(huì)出現(xiàn)這種情況。

　　應(yīng)用處理器：

　　● ARM A9 雙核。
　　● 1GHz。
　　● 總MIPS/功耗：
　　   1000 MHz * (2.5 DMIPS/MHz) * 2 = 5000 DMIPS，功耗 ~0.6W。
　　具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的MCU集成觸摸屏控制器。
　　● 規(guī)格：
　　   Arm cortex M3。
　　   60Mhz。
　　   1.25DMIPS/MHz。
　　   149 µW/MHz。
　　● 假設(shè)TSC CPU為100%負(fù)載
　　   60MHz * 1.25 DMIPs/MHz = 75DMIPS。
　　   60MHz * 149 µW/MHz = ~9mW + Flash + RAM。
　　● 在應(yīng)用處理器運(yùn)行所有觸摸代碼時(shí)所用資源
　　   75 DMIPS / 5000 DMIPS = 1.5%。
　　   0.6W * 1.5% = 9 mW。
　　在應(yīng)用處理器上運(yùn)行相同代碼實(shí)際降低了Flash和RAM的功耗成本，并且僅消耗1.5%的處理器可用DMIPS。這看似十分合理且功耗更低，但我們假設(shè)100%的CPU負(fù)載在濾波和手勢(shì)識(shí)別之間平等分配，并且順利協(xié)調(diào)。由于基于AFE設(shè)計(jì)已經(jīng)內(nèi)置了濾波硬件，因此便不再需要這部分的CPU負(fù)載?，F(xiàn)在，您便可以把負(fù)載和功耗降低一半!
　　● 運(yùn)行手勢(shì)識(shí)別/濾波時(shí)所用資源
   　　32.5 DMIPS / 5000 DMIPS = 0.75%。
   　　4.5 mW。

　　總結(jié)

　　我們討論了基于AFE設(shè)計(jì)的諸多好處，但請(qǐng)注意，這種構(gòu)架并非為一種萬用靈藥。與其它構(gòu)架一樣，它也存在一些不足。經(jīng)驗(yàn)證，它確實(shí)可以降低功耗和成本，但由于閃存集成于嵌入式/應(yīng)用處理器中，因此系統(tǒng)更新稍微有些復(fù)雜。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較大改動(dòng)時(shí)，需要更新驅(qū)動(dòng)器，并且通常要修改系統(tǒng)代碼。因此，如果您使?fàn)顟B(tài)機(jī)過載，則所有原始數(shù)據(jù)“殺手锏算法”都需要安全措施—如果您不希望它們開源的話。每一種情況均不同，每一個(gè)設(shè)計(jì)人員都有其自己想要實(shí)現(xiàn)的價(jià)值以及需要考慮的事項(xiàng)。諸如TSC3060等基于AFE的電容式觸摸屏控制器，是降低成本和延長(zhǎng)電池使用時(shí)間的低功耗型設(shè)計(jì)的一種可行方法。