消除現(xiàn)實(shí)世界中超低功耗嵌入式設(shè)計(jì)的隱患(06-100)

　　架構(gòu)影響

　　在項(xiàng)目開始之前，我們通常需要執(zhí)行一系列專用基準(zhǔn)，以分析指定架構(gòu)在代碼密度與周期數(shù)量方面的整體效率。通過這個(gè)步驟，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)關(guān)鍵的可重入代碼路徑，以便深入了解可能架構(gòu)對(duì)具體應(yīng)用產(chǎn)生的影響。

　　處理集成A/D轉(zhuǎn)換器外設(shè)的中斷服務(wù)程序是可重入代碼的一個(gè)好例子。下面的程序說明了可同時(shí)在工作文件型8位RISC CPU 與基于寄存器的16位RISC CUP架構(gòu)中傳輸 10 位 A/D 數(shù)據(jù)所需的指令。8 位架構(gòu)采用單個(gè)工作文件累加器，數(shù)據(jù)必須通過該工作文件累加器進(jìn)行傳輸。此類架構(gòu)與基于 16 位寄存器的 CPU 相比需要更多的 CPU開銷，因?yàn)楹笳咴试S直接存儲(chǔ)器對(duì)傳輸進(jìn)行存儲(chǔ)。從此例可以看出，16位架構(gòu)所需代碼更少，功能執(zhí)行速度快 4 倍，從而縮短了運(yùn)行時(shí)間，降低了功耗。

　　上述 A/D 轉(zhuǎn)換器實(shí)例僅對(duì) CPU 處理數(shù)據(jù)能力的差異進(jìn)行了對(duì)比。而同樣重要的是 A/D 轉(zhuǎn)換器外設(shè)具備可以降低服務(wù)需求的特性。如自動(dòng)通道掃描、基于定時(shí)器的SOC 觸發(fā)器以及轉(zhuǎn)換輸出的直接傳輸?shù)忍匦钥梢詫?CPU 開銷基本上降低至零，從而有效地將功耗降低至僅為 A/D 轉(zhuǎn)換器自身的功耗。

　　最終清單

　　針對(duì)具體應(yīng)用選擇超低功耗 MCU 將是一件耗時(shí)而又困難的工作?；ㄐr(shí)間來了解各種 MCU 的架構(gòu)特性，可以使設(shè)計(jì)滿足苛刻的功率預(yù)算要求。

　　以下清單為實(shí)現(xiàn)基于超低功耗 MCU 的設(shè)計(jì)提供了部分指導(dǎo)原則：

　　·考慮采用永久鋰電池；

　　·采用多種工作模式；

　　·盡可能降低待機(jī)功耗；

　　·采用即時(shí)啟動(dòng)且穩(wěn)定的高速振蕩器；

　　·在功率預(yù)算中考慮欠壓保護(hù)功能；

　　·兼顧端口引腳泄漏；

　　·采用可最小化每項(xiàng)任務(wù)周期數(shù) (cycles per task) 的 CPU；

　　·提供可以降低開銷的智能外設(shè)。