低功耗MCU发威 智能手表电池寿命大增

　　图2 智能手表结构图

　　工作/动态模式下维持低功耗

　　当然，设计人员希望能在不牺牲性能的前提下具有最低功耗的工作模式，然而如果只是一味降低在工作/动态模式下的功耗，也会因此降低了微控制器的运算速度，导致微控制器将花费更多时间处于工作模式，才能把任务执行完成并进入功耗更低的睡眠模式，最终反而会增加系统的平均功耗。另外大家都知道，系统的操作电压越低，越能延长电池的寿命。有些微控制器宣称工作电压可低至1.8伏特（V），但实际上，当其工作电压在1.8V时，不仅运算速度降低，同时某些周边功能可能无法正常运作，这些都不是真的能帮助系统降低功耗的技术。

　　目前市场上已有业者推出能在低功耗的情形下维持高性能运作的微控制器。如爱特梅尔（Atmel）的SAM4L微控制器系列，就能够在不用改变产品规格的情况下，保持低至1.68V的工作电压，并且维持最高性能，且其外围周边操作不受影响。根据费氏（Fibonacci）基准，该系列是市面上拥有最低工作/动态模式功耗（90μA/MHz）的ARM Cortex-M4微控制器。若再加以运用功率调节（Power Scaling）技术，可以进一步平衡最大时脉速度和功耗（图3）。

　　图3 SAM4L微控制器在工作模式下的功耗表现

　　除此之外，如果设计人员选用的微控制器能够提供不同的电压调节器选择，可进一步降低在工作/动态模式下的系统功耗。例如降压或开关稳压器能够在操作电压为 2∼3.6V时提供更高的功率，或是线性稳压器在1.68∼3.6V的范围内运作，具有较高的抗噪性，而在小于2.3V范围内调节器则可达到最高功率。

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再大如何实现？


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