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超低功耗的嵌入式应用之五种电源模式详解

超低功耗的嵌入式应用之五种电源模式详解

点击数:7906 次   录入时间:03-04 11:37:01   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术

通常说来,SoC相对于传统MCU而言能支持更多低功耗模式。其原因在于SoC集成度高,有更多片上组件和多种电源配置,以支持不同的工作需求。电源模式的数量与每种模式下的可用资源根据器件会有所不同。举例来说,在某种低功耗模式下,某个器件能在仅保持寄存器和RAM内容的情况下给所有其它组件断电,而另一种器件则只是给CPU断电,而让其它资源继续运行。不同制造商会对这些模式采取不同的命名方法。在本文中,我们将以赛普拉斯的PSoC 4器件为例来详细介绍各种电源模式。

  以下电源模式也得到其它制造商的大多数设备的支持:

  ●工作模式

  ●休眠模式

  ●深度休眠模式

  ●冬眠模式

  ●停止模式

  下面我们来看看这些电源模式的具体情况:

  1.工作模式:在此模式下,CPU和所有片上其它资源都正常工作运行。该模式是系统整体功耗的最主要组成部分。在此模式下,如果不使用的话,可将芯片上的各种外设分别断电。

  2.休眠:这是控制器另一种常见的电源模式。该模式主要与CPU有关。当CPU进入休眠状态后,其时钟移除。CPU这时对总功耗的唯一影响就是静态功耗,因为这时已经没有时钟开关切换工作,也就不会有动态功耗。ADC和比较器等其它外设在此模式下可用。

  3. 深度休眠:此电源模式下即便是系统时钟也被禁用,所以在此模式下所有高频资源都不可用。不过,这些资源的当前状态不受影响,也就是说CPU寄存器、 SRAM等的当前状态不受影响。由于高频时钟被禁用,因此能节约开关消耗的功率。通常情况下,深度休眠模式提供低频时钟运行的选项,低频时钟可用来驱动定时器等低频资源。此外,该模式也允许开发人员使用I2C从设备等通信协议块,其无需器件自身生成时钟。由于进入此模式的主要方法就是禁用系统主时钟,因此这是可以实现的。然而,模块仍然可通电。该模式对功耗的影响主要在于片上所有时钟的静态功耗。

  4.冬眠:在此模式下,所有时钟都关闭,包括低速振荡器。片上所有资源,除了用于外部事件触发唤醒的资源以外全都断电。由于本模式下几乎所有组件都断电,因此该模式能减少静态和动态功耗组件,从而实现最低功耗。

  5.停止:顾名思义,停止模式就是所有外设断电,即使是RAM和CPU寄存器的内容也不保持。在PSoC 4等类似器件中,这种模式下仅保持IO引脚的状态。从这种模式下唤醒会进入芯片重启动。

  当分析一款应用的功耗时,必须查看所有电源模式下的功耗情况。

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