突破電路設計桎梏　32位元MCU功耗再降

　　早期低功耗MCU受限于成本及制程技術，大都選擇8位元CPU內核，但隨著工業智慧化的發展，導致產品功能更加復雜，運算量更高，8位元MCU已逐漸無法滿足效能需求；為了兼顧低功耗高效能，選擇適用的32位元CPU內核乃大勢所趨。

　　選擇低功耗CPU內核，除了單位頻率耗電流外，還須要綜合考量小容量的低記憶體代碼，相同功能所需的代碼越長，除了增加記憶體成本，也代表更長的運行時間及功耗。另外，由于軟體開發成本在后期將會越來越高，大量的參考代碼及更多的第三方開發商的支持，均可有效降低軟體的開發時間及成本。也因此，選擇一款更多人使用的CPU內核也是重要的考量之一。

　　控制數位電路時脈

　　對于一般的同步數位電路設計，要使數位單元有效降低操作電流，透過控制時脈的頻率或截止不需要的時脈跳動，也是重要的方法。低功耗MCU通常配備豐富的時脈控制單元，可對個別的數位周邊單元，依照需求做降頻或升頻的操作調整，在達到運作能力的同時，用最低的頻率來運行。但為了達到更彈性的時脈配置，可能導致CPU內核和周邊電路時脈不同步的現象，此時必須仔細考慮電路設計，保證跨時脈領域資料存取的正確性。

　　另外，為了盡量降低CPU介入處理時間或降低CPU工作頻率而節省下來的功耗，可提供直接記憶體存?。―MA）或周邊電路相互觸發電路進行資料的傳遞，如定時器（Timer）定時自動觸發ADC或DAC，并透過DMA進行資料由ADC到RAM，或者RAM到DAC的搬移，同時在ADC的輸入可以增加簡單的數位濾波及平滑化電路，如此不須要CPU經常介入處理，也不會因為須要即時處理ADC或DAC事件，導致中斷程序占用太多時間，降低系統的即時性及穩定性。

　　支援多種工作模式

　　為了配合不同的應用需求，并達到系統平均功耗的最小化，低功耗MCU須要提供多種操作模式，讓使用者靈活調配應用，常見的操作模式有下列數種：

　　．正常運行模式

　　CPU內核及周邊正常工作，能即時改變CPU及周邊的工作頻率（On the Fly）或關閉不需要的時脈源，以獲得最佳的工作效能。

　?。皖l工作模式

　　CPU內核及周邊工作于低頻的時脈源，如32.768kHz晶振或內部低頻10K電阻電容（RC）振蕩器，通常最大的耗電來源，為嵌入式快閃記憶體及LDO本身的耗電流。若此時的執行程序不大，可以考慮將程序運作于RAM，以降低平均功耗。請注意并不是所有MCU都能支援在RAM執行程序。

　?。甀dle模式

　　CPU內核停止，時脈源和被啟動的周邊電路持續工作，直到周邊電路符合設定條件，喚醒CPU進行資料處理或控制執行流程。通常高頻的運行模式，CPU及嵌入式快閃記憶體消耗相當大比例的電流，故閑置（Idle）模式能有效降低平均功耗。

　?。龣CRAM保持模式

　　CPU內核及所有時脈源關閉，內建LDO切換到低耗電模式，但是RAM及I/O接腳持續供電，維持進入待機之前的狀態。

　?。甊TC模式

　　CPU內核及高頻時脈源關閉，內建LDO切換到低耗電模式，由于此時LDO供電能力降低，僅能提供低耗電的周邊電路運行，如32.768kHz晶振、