重视能源消耗将电池寿命延长到几十年

对一个嵌入式系统而言， 20年的电池寿命乍一看是一个不现实的目标。毕竟，对日常生活中随处可见的电池供电产品，再充电之间的时间是用小时来衡量的，而我们的看法还受到“待机时间”和“通话时间”（针对手机而言）等指标的影响，尽管这些指标在实践中很难达到。电池寿命是以年数来测量的，可以延长到几十年，不过只对扩大了的产品类别才行得通，包括温度传感器和其他环境监测装置、住宅及商业楼宇自动化传感器以及安全和医疗系统。这些产品之间的共同点是，它们必须在没有外接电源，也没有操作员干预的情形下长期运行;还因为无法进入或成本的原因，电池无法更换。这些产品的性质也决定了它们所用的电池必须要小;通常不可以通过增加容量来获得额外的使用寿命。它们需要从电源类别如“能源敏感”的应用中得到最长的使用寿命。

在一般使用过程中，许多电池的货架寿命不会超过10年，但纽扣电池的耐力较长，虽然纽扣电池的寿命可预计为20 - 25年，设计者还是必须把电池的自放电率纳入其计算中。

能源敏感的应用必须最大限度地使用电池提供的所有电荷。设计会围绕一个微控制器进行，而很长的电池寿命是可能做得到的，因为，在一个典型的应用中，MCU会在度深睡眠模式中花掉大部分时间。低占空比本身不足以确保达到长电池寿命的目标，必须优化MCU操作的每个方面以使用最低的电源量。

32位内核将从唤醒到关机的时间减到最少
Energy Micro的节能“Gecko”EFM- 32微控制器采用一个ARM Cortex - M3的32位内核，如图1所示。乍一看这似乎与最低功耗的需要有矛盾：低功耗的MCU一直在通过使用成熟的8位内核的最新版本设法尽量减少MCU内核的门数，尽管事实上，它们的处理能力几乎不能满足今天许多应用的需要。 现代的32位内核可以提供一个非常有效的选择; 它采用今天的IC设计师们使用的全套低功耗设计技术，使Energy Micro公司可以生产出一个ARM Cortex - M3内核来运行来自闪存的典型应用代码，使用的电量只有180µA/MHz。认真使用这些相同的技术可保证数字测量正确，下降到低的时钟速率，而不仅是一个峰值性能数字。在达到性能目标时将某个应用调到最大功率是个重要因素。M3内核采用既定的Thumb2指令集架构，产生出非常紧凑的低内存代码，进一步降低了电源需求。
图1. EFM 32 Gecko的独特架构使外围设备功能模块要设计为低功耗运行的目的更强了。 例如4 × 40段LCD控制器的运行仅需550nA。

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