低功耗軟件開發延長電池使用壽命

　　電池技術的創新并不像其它技術優勢那樣迅速。每隔十年，電池容量就會增加一倍，同時市場對于電池工藝的要求也越來越高，這給電池開發人員帶來了許多艱巨的挑戰。電池開發人員在設計電池供電系統時經常會發現，雖然系統硬件的效率提高了，但電池的功耗卻往往比預期高出很多。實際上，在優化嵌入式系統時，硬件只是必須考慮的因素之一，另一個不可或缺的因素則是軟件。

　　如果電池開發人員希望電池發揮最佳性能，可以通過管理微控制器 (MCU) 軟件的方法來解決。在著手開始之前，不妨先參考以下技巧：

　　1. 盡可能增加MCU待機時間—MCU在待機模式下的電流通常比激活模式要低幾個數量級。這是由于MCU在等待狀況下，非必要外設和系統模塊會進行電源門控。

　　2. 巧用中斷來控制程序流—這個技巧關系著代碼的執行效率。在MCU中，每執行一行代碼都會消耗時鐘周期，這反過來會影響系統電池的使用壽命。但如果合理使用中斷，就可以根據系統狀態來確定執行哪一部分代碼，從而做出智能化的決定。

　　3. 用外設硬件替代軟件函數—電池系統軟件在執行加密等安全函數時，通常需要執行成千上萬條代碼。但如果采用TI的低功耗MSP MCU，就可以使系統在執行128位加密函數時將時鐘周期從6600個減少到168個。這是因為這款MCU包含了硬件模塊。此外，如硬件乘法器等TI的一些簡單模塊能夠大大簡化數學函數，也可以幫助實現類似的功能。

　　4. 管理MCU內部外設的功耗—即使處于非待機模式，也應該關閉不必要的外設以降低功耗。

　　5. 管理MUC外部器件的功耗—在需要盡可能延長電池的使用壽命時，除了關閉非必要的MCU內部組件，還可使用系統中的MCU來打開或關閉外部器件。

　　6. 謹慎選擇MCU器件類型—需注意的是，不同MCU的功能千差萬別。同時，在激活和待機兩種模式下，不同應用對MCU的需求也會相應發生變化。因此，工程師在設計電池系統時，應該選擇針工作周期優化的MCU。此外還需注意，對于那些頻繁在激活與待機模式間切換的應用，喚醒系統所需的時間也是一個非常重要的因素。

　　總之，高效軟件絕對是確保電池使用壽命最大化的“必殺技”。上述技巧和竅門可以幫助電池開發人員設計高效軟件，不過還有其它很多因素需要考慮。此外，通過優化工具也可以幫助延長電池使用壽命。如果采用TI的MCU來設計電池系統，可以通過TI軟件優化選項來幫助簡化開發流程。比如在剛開始設計電池系統時，TI的ULP Advisor可以根據超低功耗清單來幫助檢查代碼，并提供可能的軟件改進建議。在設計中期，TI的EnergyTrace技術可以提供實時功率測繪功能，以便工程師查看MCU每一個位置上的精確功耗值。