如何正確選擇低功耗MCU

　　另外，如果 MCU 時鐘系統為外設提供多個時鐘源的話，當 CPU 處于睡眠狀態時外設仍然可以運行。例如，一次 A/D 轉換可能需要一個高速時鐘。如果 MCU 時鐘系統提供獨立于 CPU 的高速時鐘，CPU 就可以在 A/D 轉換器運行情況下進入睡眠狀態，從而節省 CPU 耗流量。

　　事件驅動功能與時鐘系統的靈活性并存。中斷會使 MCU 退出低功耗模式，因此，MCU 的中斷越多，其防止浪費電流的 CPU 輪詢與降低功耗的靈活性就越大。輪詢意味著進行與不進行功耗預算之間存在差異，因為它在等待出現事件時會浪費CPU 帶寬并需要額外電流。一個好的低功耗 MCU 應具有充分的中斷功能，為其所有外設提供中斷，同時為外部事件提供眾多外部中斷。

　　按鈕或鍵盤應用可以證明外部中斷的優勢。如果不具備中斷功能，MCU 必須頻繁輪詢鍵盤或按鈕，以確定其是否被按下。不僅輪詢自身會消耗功率，而且控制輪詢間隔也需要定時器，其會消耗附加電流。相比而言，在具備中斷情況下，CPU 可以在整個過程中保持睡眠狀態，只有按下按鈕時才激活。

　　在選擇低功率 MCU 時，還需要考慮外設功耗與電源管理。某些低功率 MCU 僅僅是設計時不具備低利率功能的舊架構的改進版本。而有些 MCU 在設計時即具備低功耗特性，并在其外設中內置了低功耗功能。一種特性是在需要時單獨啟動或關閉外設的能力，換言之，更重要的是自動啟動或關閉外設的能力。 A/D 轉換器就是一個例子，其在完成一次轉換后可以自動關閉。另外，某些 MCU 正在引入直接存儲器存取功能，其可以在無需 CPU 干預情況下自動處理數據。

　　大多 MCU 具有集成的掉電保護功能，當電源低于正常操作范圍時其可以復位 MCU。通常會提供啟動或關閉掉電保護以節省功耗的功能，但是必須在整個過程中都使掉電保護功能置于可用狀態，因為掉電是不可預測的。某些 MCU 需要70uA 的電流來實現掉電保護。在只需要 45uA 平均電流的應用實例中很明顯可以不考慮這些 MCU。

　　在選擇低功耗 MCU 期間有時會忽視漏電流，但是，在最苛刻的低功耗應用中則必須考慮到漏電流。大多改進后的低功耗 MCU 都具有 1uA 的限定輸入漏電流。在 20 輸入器件中，它可能會消耗 20uA！針對低功耗設計的最新 MCU 具有最高50nA 的漏電流。

　　最后，我們常常會誤解 MCU 處理效率。大家通常會認為 16 位 MCU 需要兩倍于 8 位 MCU 的內存，但是一個 16 位架構實際上需要比 8 位架構要少一些的代碼，而 16 位 MCU 一般會更快速地執行任務。例如，8 位 MCU 需要 CPU 開銷來管理具有 10 位 A/D 轉換數據或需要 16 位計算的應用中的數據。而且當今許多MCU 產品都具有單個工作文件或累加器，其數據必須進行傳輸，以便處理，因此，與基于寄存器的架構相比需要額外的 CPU 開銷。表 1 說明在 16 位現代架構與8 位 8051 架構上傳輸 10 位 A/D 數據的指令。在采用 1Mhz 時鐘情況下，16 位器件需要 6us 進行傳輸，而 8 位器件則需要 24us。

表 1：16 位與 8 位 MCU 代碼要求

　　選擇低功率 MCU 是一項耗時、棘手的工作。如果花費一些時間來了解可用產品選項的架構特性，我們就能夠開發出能滿足最苛刻功率預算的設計。