Atmel 的picoPower 技術延長電池壽命

　　Atmel(R) 的 picoPower(TM) 技術能使“節(jié)能”的電耗降低到僅有650nA，即使是在 32 kHz 時鐘和高級欠壓探測 (Brown-out-detection) 的運行情況下也是如此。這是業(yè)界同類產品的最低工作電流。

　　Atmel AVR 營銷經(jīng)理 Asmund Saetre 表示：“對于眾多應用產品來說，長達幾年的電池壽命將是一個必須的要求。人們并不真的喜歡更換他們汽車鑰匙或者家里 HVAC 系統(tǒng)中的電池。電池使用壽命非常重要，甚至已經(jīng)成為 ZigBee 規(guī)范的一部分。ZigBee 終端產品的電池壽命至少必須達到2年，否則就不會通過認證。”

　　Saetre 總結說：“我們?yōu)橹_發(fā) picoPower 的系統(tǒng)有著一個共同的屬性。它們大多時間內都處于待機狀態(tài)，但是即使是在睡眠模式下它們都會耗電。盡管節(jié)省幾個毫微安的電力看起來沒有什么大不了的，但是對于在大多數(shù)時間內都處于不活躍狀態(tài)的系統(tǒng)來說，睡眠模式下功耗的一點點改善都能使終端產品的電池壽命延長幾年。Atmel 一直致力于消除或者顯著降低振蕩器、欠壓檢測器、輸入/輸出針腳漏電之類的功耗，從而向市場提供功耗最低的微控制器。”

　　Atmel 的 picoPower 技術采用了眾多創(chuàng)新的技術，這些技術能夠消除在斷電狀態(tài)下不必要的功耗。其中包括一個超低功耗 32KHz 晶體振蕩器、睡眠模式下自動終止和重新激活欠壓檢測電路的工作、能夠完全停止對個別外圍設備的電力供應的省電寄存器 (power reduction register, PRR) 以及能夠切斷對特定針腳的數(shù)字輸入的數(shù)字輸入中斷寄存器。

　　300 nA 32kHz實時時鐘 (RTC)。許多系統(tǒng)即使是在斷電的情況下也要明確時間。Atmel 已經(jīng)優(yōu)化了它的 32KHz 晶體振蕩器，從而使帶有一個實時時鐘的設備的總電耗降低到 650 nA。

　　帶有睡眠模式的 uS Accurate 欠壓檢測器。欠壓檢測器探測的是何時電力供應低于設備正常工作所要求的最小值，一旦探測到這種情況就會啟動一個上電復位 (POR) 以保護重要數(shù)據(jù)。如果沒有這種保護，一旦停電，就會對這種控制器造成災難性的損害，使之無法工作。欠壓檢測器的準確性直接與其所耗費的電流成比例。低電壓或無電壓情況下欠壓檢測器就會反應又慢又不準確，而更準確更快的欠壓檢測器往往會耗費更多的電。由于欠壓檢測器通常處于睡眠狀態(tài)，它們能在很大程度上影響電池的壽命。因此，大多數(shù)超低功耗微控制器廠商都會通過犧牲準確性和速度來降低電耗。

　　而 Atmel 采取的則是一種新的方法，即開發(fā)出一種欠壓檢測器，這種檢測器有著足夠大的電流，從而能夠在1.8伏特、2.7伏特和4.5伏特的條件下，在2微秒的反應時間內提供準確的探測。電力的節(jié)省是通過在睡眠狀態(tài)下自動使欠壓檢測器停止工作，并且在控制器被喚醒時（在執(zhí)行任何指令前）激活欠壓檢測器來實現(xiàn)的。這種方法可以通過明顯更少的電力消耗來提供更佳的保護。

　　數(shù)字輸入中斷寄存器。針腳數(shù)量較少的微控制器常常將模擬數(shù)字轉換器與數(shù)字 IO 集中在相同的針腳上。這會導致電流通過數(shù)字 IO 緩沖器漏泄。Atmel 已憑借專用輸入中斷寄存器 (DIDR) 解決了這一問題，該設備可通過軟件將數(shù)字緩沖器從用于模擬數(shù)字轉換器讀數(shù)的輸入設備中斷開。

　　省電寄存器。picoPower AVR 微控制器上的省電寄存器 (PRR) 包含有能夠完全阻止時鐘分配至未使用的外設模塊的控制位。這種省電寄存器由能使用戶隨時打開和關閉外設模塊的軟件控制。當外設模塊被省電寄存器斷開時，供電停止，所有的 I/O 寄存器均無法訪問。重新激活后，外設模塊會回復到斷開以前的狀態(tài)。斷開外設模塊的電耗比激活模式下減少5-10%，比待機模式下減少10-20%。

　　時鐘門控 (clock gating) 技術。Atmel 還實現(xiàn)了可動態(tài)配置的時鐘門控技術，該技術能夠凍結電路某些部分中不需要的時鐘。一旦再激活，模塊啟動后的狀態(tài)一如從前。時鐘門控還能夠用于減少噪音并在需要更高分辨率數(shù)據(jù)的場合改善模擬數(shù)字轉換器的性能。

　　低時鐘頻率閃存采樣 (Flash Sampling)。常規(guī)微控制器在工作模式時閃存處于通電狀態(tài)，從而造成了幾赫茲或更少的低操作頻率下不必要的靜態(tài)功率消耗。AVR 微控制器采用一種叫做閃存采樣的技術，該技術使閃存能夠在幾納秒的時間內對數(shù)組的內容進行采樣，然后立即停止其功能，從而顯著減少電流泄漏。

　　　Atmel 的 picoPower AVR 信息可以在 http://www.atmel.com/products/avr/picopower上找到。