絕大多數(shù)時(shí)刻處于待機(jī)形式下，只堅(jiān)持實(shí)時(shí)時(shí)鐘功用。應(yīng)當(dāng)緊記的是，根據(jù)超低功耗MCU的超低功耗運(yùn)用有必要供給如下功用：

• 盡或許低的待機(jī)功耗；

• 必要的杰出功用；

• 在作業(yè)形式間能夠快速切換。
  

抱負(fù)的電池
便攜式儀器運(yùn)用的電池對體系的作業(yè)壽數(shù)有很大的影響。最常見的辦法是運(yùn)用一對規(guī)范的 1.5V‘AAA’堿性電池。另一種既能使本錢最小化又無需替換電池的解決計(jì)劃是永久裝置的單體鈕扣鋰電池。永久電池概念是一個(gè)重要的商場賣點(diǎn)，這種電池能夠防止客戶服務(wù)及因替換電池時(shí)裝置不妥所引起的相關(guān)職責(zé)。
假設(shè)有一個(gè)最小供電電壓為 2.7V 的電池供電儀器，它的待機(jī)形式?jīng)Q議了均勻電流，其值一般在 2μA 以內(nèi)。在運(yùn)用一對‘AAA’電池供電時(shí)，則需求一個(gè) 20uA 以內(nèi)的穩(wěn)壓器對此類電池的線性放電進(jìn)行彌補(bǔ)。因此，體系的總電流耗費(fèi)為 22μA 即 MCU 與穩(wěn)壓器之和。串聯(lián)的 2 節(jié)堿性電池放電至 2.7V 電壓時(shí)，只要 40% 的電池容量能被使用，發(fā)生大約 400mAh 的電量。在除以 22μA 的均勻電流耗費(fèi)之后，咱們就能夠計(jì)算出選用這種堿性電池供電，體系能夠運(yùn)轉(zhuǎn) 2 年。
與之相反，鋰電池具有平整的放電特性，使得其電池容量簡直能夠得到徹底使用，而無需進(jìn)行漏電流調(diào)理。例如，一顆一般的 220mAh鈕扣鋰電池 CR2032，其放電量能夠到達(dá) 90%，輸出電壓簡直恒定為 2.8V?？偟捏w系電流耗費(fèi)為 2μA（即只要 低功耗MCU 的電流耗費(fèi)）。選用這種解決計(jì)劃，一顆電池就能夠使體系運(yùn)轉(zhuǎn) 10 年以上。由于具有超長的作業(yè)壽數(shù)，此類儀器往往能夠規(guī)劃成一次性設(shè)備，10 年后，該儀器完成了它的使命，一起也變得陳腐或過期。
時(shí)鐘操控是要害
超低功耗運(yùn)用中常常選用雙振蕩器計(jì)劃。一個(gè)總是堅(jiān)持敞開狀況的 32kHz 的掛鐘晶振用于低頻輔佐時(shí)鐘 (ACLK)，一般只為定時(shí)器與實(shí)時(shí)中止功用供給時(shí)鐘源。一個(gè)能夠‘快速發(fā)動’的高頻主時(shí)鐘 (MCLK) 振蕩器只要在 CPU 與體系需求時(shí)才發(fā)動，且其喚醒時(shí)刻一般小于 10 微秒。
不過，了解哪些時(shí)鐘需求快速發(fā)動，哪些時(shí)鐘不需求快速發(fā)動是很重要的。
常見的圈套是二級體系時(shí)鐘喚醒，其開端僅向 CPU 與體系供給 ACLK，而 MCLK 則堅(jiān)持安穩(wěn)（1 毫秒即可發(fā)動）。有時(shí)為體系供給快速發(fā)動的 MCLK（但不安穩(wěn)），但其不安穩(wěn)性會給可用性形成晦氣影響。例如，假如要求選用 19200 波特 UART 協(xié)議下載數(shù)據(jù)（這種操作能夠隨時(shí)進(jìn)行），這就要求每隔 52μs 精確承受一個(gè)比特。但 ACLK 的頻率缺乏認(rèn)為 UART 供給滿意的波特率調(diào)制。假如將二級發(fā)動的高速 MCLK 用于 UART，成果將會形成無法猜測的波特率并會丟掉字符。在此情況下，MCLK 安穩(wěn)下來之前 超低功耗MCU芯片 有必要使體系處于等候狀況。
進(jìn)入與退出低功率形式并快速處理數(shù)據(jù)的才能至關(guān)重要，不然 CPU 就會在等候時(shí)鐘安穩(wěn)過程中糟蹋功率。高速體系時(shí)鐘或許能夠快速發(fā)動并當(dāng)即安穩(wěn)下來。

外設(shè)功耗
在規(guī)劃根據(jù) 低功耗MCU 的超低功耗運(yùn)用時(shí)還有必要考慮到外設(shè)的功耗。大部分 MCU芯片 都具有發(fā)動單個(gè)外設(shè)與時(shí)鐘源的才能，以節(jié)約功耗。僅在需求時(shí)發(fā)動某個(gè)外設(shè)與時(shí)鐘是下降功耗的根底。
可是咱們需求仔細(xì)查看兩個(gè)與外設(shè)操控相關(guān)的范疇，即欠壓維護(hù)和端口引腳漏電流。
大部分 MCU 都集成了欠壓維護(hù)功用，其可在電源電壓下降到安全作業(yè)范圍之外時(shí)重啟體系，以防止無法意料的事情發(fā)生。MCU 一般還能啟用或禁用欠壓維護(hù)功用以節(jié)約功耗，可是欠壓維護(hù)有必要一直處于敞開狀況，這是由于欠壓是無法猜測的。
端口引腳漏電流有時(shí)會被忽視，但這個(gè)問題有必要考慮。許多舊式的 MCU 的限制輸入引腳漏電流為 1 μA。而這關(guān)于一個(gè)具有 20 個(gè)輸入端口的器材來說會耗費(fèi) 20μA 的電流！但專為低功耗規(guī)劃的 MCU 答應(yīng)最大不超越 50nA的漏電流。
架構(gòu)影響
在項(xiàng)目開端之前，咱們一般需求履行一系列專用基準(zhǔn)，以剖析指定架構(gòu)在代碼密度與周期數(shù)量方面的全體功率。經(jīng)過這個(gè)過程，規(guī)劃人員應(yīng)當(dāng)查驗(yàn)要害的可重入代碼途徑，以便深化了解或許架構(gòu)對詳細(xì)運(yùn)用發(fā)生的影響。
處理集成 A／D 轉(zhuǎn)化器外設(shè)的中止服務(wù)程序是可重入代碼的一個(gè)好比如。圖 1 說明晰可一起在作業(yè)文件型 8 位 RISC CPU 與根據(jù)寄存器的 16 位 RISC CUP 架構(gòu)中傳輸 10 位 A／D 數(shù)據(jù)所需的指令。8 位架構(gòu)選用單個(gè)作業(yè)文件累加器，數(shù)據(jù)有必要經(jīng)過該作業(yè)文件累加器進(jìn)行傳輸。此類架構(gòu)與根據(jù) 16 位寄存器的 CPU 比較需求更多的 CPU 開支，由于后者答應(yīng)直接存儲器對傳輸進(jìn)行存儲。從此例能夠看出，16 位架構(gòu)所需代碼更少，功用履行速度快 4 倍，然后縮短了運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻，下降了功耗。
上述 A／D 轉(zhuǎn)化器實(shí)例僅對 CPU 處理數(shù)據(jù)才能的差異進(jìn)行了比照。而相同重要的是 A／D 轉(zhuǎn)化器外設(shè)具有能夠下降服務(wù)需求的特性。如主動通道掃描、根據(jù)定時(shí)器的SOC 觸發(fā)器以及轉(zhuǎn)化輸出的直接傳輸?shù)忍匦阅軌驅(qū)?CPU 開支基本上下降至零，然后有效地將功耗下降至僅為 A／D 轉(zhuǎn)化器本身的功耗。
終究清單
針對詳細(xì)運(yùn)用挑選超低功耗MCU 將是一件耗時(shí)而又困難的作業(yè)。花些時(shí)刻來了解各種 MCU 的架構(gòu)特性，能夠使規(guī)劃滿意嚴(yán)苛的功率預(yù)算要求。
以下清單為完成根據(jù)超低功耗MCU 的規(guī)劃供給了部分輔導(dǎo)準(zhǔn)則。

• 考慮選用永久鋰電池；

• 選用多種作業(yè)形式；

• 盡或許下降待機(jī)功耗；

• 選用即時(shí)發(fā)動且安穩(wěn)的高速振蕩器；

• 在功率預(yù)算中考慮欠壓維護(hù)功用；

• 統(tǒng)籌端口引腳走漏；

• 選用可最小化每項(xiàng)使命周期數(shù) (cycles per task) 的 CPU；

• 供給能夠下降開支的智能外設(shè)。