汽車 MCU低功耗解決方案

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車上的電子控制系統(tǒng)數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)。以ECU為核心的車載電子控制系統(tǒng)逐步取代了被動(dòng)器件和機(jī)械系統(tǒng)，同時(shí)也完成了大多數(shù)測(cè)量、驅(qū)動(dòng)和控制的功能。

由于新型車載電子控制系統(tǒng)在車輛應(yīng)用中的增加，導(dǎo)致對(duì)電源負(fù)載以每年約100W的速度增加。當(dāng)前所面臨的最大挑戰(zhàn)是在相同的電池電源條件下，找到新的方法來(lái)保證汽車電子設(shè)備的數(shù)量及功能的不斷增加。故在實(shí)際應(yīng)用中需要MCU的功耗持續(xù)降低。

另外，數(shù)字電路的最大功耗和可靠性問(wèn)題是密切相關(guān)的，例如，電遷移和熱載流子導(dǎo)致的器件老化。而且由于芯片散熱而引起的熱應(yīng)力也是關(guān)系可靠性的主要問(wèn)題之一。因此，減少功耗對(duì)提高芯片的可靠性也是至關(guān)重要的。
為了應(yīng)對(duì)日趨增長(zhǎng)的低功耗需求，飛思卡爾Qorivva系列32位MCU采用了專門(mén)的設(shè)計(jì)達(dá)到降低整體功耗的目的。除了改善的器件特性和更小的工藝尺寸，電路級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的措施也在很大程度上降低了功耗。

飛思卡爾基于32位Power架構(gòu)的Qorivva系列MCU專門(mén)為嵌入式汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)。這一系列MCU采用了多種低功耗設(shè)計(jì)達(dá)到降低動(dòng)態(tài)功耗和靜態(tài)功耗的效果，主要包括：
? 多種工作模式
? 門(mén)控電源
? 門(mén)控時(shí)鐘
多種工作模式
圖1所示為飛思卡爾Qorivva MPC560xB系列的不同工作模式圖。

圖1 Qorivva MPC560xB工作模式

Qorivva MPC560xB系列MCU包含了HALT, STOP和STANDBY 3種低功耗模式，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合使用不同的工作模式。

HALT模式下，系統(tǒng)活動(dòng)減少，內(nèi)核時(shí)鐘關(guān)閉，鎖相環(huán)、flash存儲(chǔ)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等模塊均可以關(guān)閉從而降低功耗，這一模式可以用于LIN低速發(fā)送接收等情況。

相比HALT模式，STOP模式可通過(guò)配置關(guān)閉絕大多數(shù)外設(shè)進(jìn)一步降低MCU的功耗。該模式保留了整個(gè)MCU的供電，因此相比STANDBY模式擁有更短的恢復(fù)時(shí)間。STOP模式可配置關(guān)閉所有的時(shí)鐘源并保留當(dāng)前狀態(tài)，在此模式下鎖相環(huán)一致處于關(guān)閉狀態(tài)，在退出STOP模式時(shí)，系統(tǒng)會(huì)使用高速內(nèi)部時(shí)鐘直到指定的時(shí)鐘穩(wěn)定。

STANDBY模式下內(nèi)核停止，flash存儲(chǔ)器以及大多數(shù)外設(shè)均被關(guān)閉，芯片大部分電源被切斷，從而達(dá)到可能的最小功耗。此時(shí)MCU可以被外部的引腳、復(fù)位或者使用低功耗時(shí)鐘的周期性喚醒源所喚醒。