搜档网
当前位置:搜档网 › STM8 低功耗模式

STM8 低功耗模式

STM8 低功耗模式
STM8 低功耗模式

STM8 低功耗模式

四种STM8低功耗模式的主要特性如表12。

(表12:STM8S低功耗模式管理)

1.如果外设时钟未被关闭

2.包括通讯外设的中断(参见中断向量表)

STM8等待(Wait)模式

在运行模式下执行WFI(等待中断)指令,可进入等待模式。此时CPU停止运行,但外设与中断控制器仍保持运行,因此功耗会有所降低。等待模式可与PCG(外设时钟门控),降低CPU时钟频率,以及选择低功耗时钟源(LSI,HSI)相结合使用,以进一步降低系统功耗。参见时钟控制

(CLK)的说明。

在等待模式下,所有寄存器与RAM的内容保持不变,之前所定义的时钟配置也保持不变(主时钟状态寄存器CLK_CMSR)。

当一个内部或外部中断请求产生时,CPU从等待模式唤醒并恢复工作。

STM8停机(Halt)模式

在该模式下主时钟停止。即由fMASTER提供时钟的CPU及所有外设均被关闭。因此,所有外设均没有时钟,MCU的数字部分不消耗能量。

在停机模式下,所有寄存器与RAM的内容保持不变,默认情况下时钟配置也保持不变(主时钟状态寄存器CLK_CMSR)。

MCU可通过执行HALT指令进入停机模式。外部中断可将MCU从停机模式唤醒。外部中断指配置为中断输入的GPIO端口或具有触发外设中断能力的端口。

在这种模式下,为了节省功耗主电压调节器关闭。仅低电压调节器(及掉电复位)处于工作状态。

?快速时钟启动

HSI RC的启动速度比HSE快(参见数据手册中电特性参数)。因此,为了减少MCU 的唤醒时间,建议在进入暂停模式前选择HSI做为fMASTER的时钟源。

在进入停机模式前可通过设置内部时钟寄存器CLK_ICKR的FHWU位选择HSI做为fMASTER的时钟源,而无需时钟切换。参见时钟控制章节。

STM8活跃停机(Active Halt)模式

活跃停机模式与停机模式类似,但它不需要外部中断唤醒。它使用AWU,在一定的延时后产生一个内部唤醒事件,延迟时间是用户可编程的。

在活跃暂停模式下,主振荡器、CPU及几乎所有外设都被停止。如果AWU和IWD已被使能,则只有LSI RC与HSE仍处于运行状态,以驱动AWU和IWD计数器。为进入活跃停机模式,需首先使能AWU(如AWU章节所述),然后执行HALT指令。

?主电压调节器自动关闭

默认情况下,为了从活跃停机模式快速唤醒,主电压调节器处于激活状态。但其电流消耗是不可忽视的。

为进一步降低功耗,当MCU进入活跃停机模式时,主电压调节器可自动关闭。通过设置内部时钟寄存器CLK_ICKR的REGAH位可实现此功能。此时:o MCU内核由低功耗电压调节器(LPVR)供电(如同停机模式)。

o仅LSI时钟源可用,因为HSE时钟源对于LPVR来说电流消耗太大。

在唤醒时主电压调节器重新被打开,这需要一个比较长的唤醒时间(参见STM8数据手册电特性部分唤醒时间与电流消耗的相关数据)。

?快速唤醒时钟

如停机模式所述,为了缩短唤醒时间,建议使用HSI做为fMASTER的时钟源。FHWU 位也可用于缩短切换时间。

在活跃停机模式下,快速唤醒是很重要的。这可以提高CPU的执行效率,使MCU 处于运行状态与低功耗模式之间的时间最短,从而减少整体平均功耗。

集成电路低功耗设计方法研究【文献综述】

毕业设计文献综述 电子信息科学与技术 集成电路低功耗设计方法研究 摘要:随着IC制造工艺达到纳米级,功耗问题已经与面积、速度一样受到人们关注,并成为制约集成电路发展的关键因素之一。同时,由于电路特征尺寸的缩小,之前相比于电路动态功耗可以忽略的静态漏功耗正不断接近前者,给电路低功耗设计提出了新课题,即低漏功耗设计。本文将分析纳米工艺下芯片功耗的组成和对低漏功耗进行研究的重要性,然后介绍目前主要的低功耗设计方法。此外,由于ASIC技术是目前集成电路发展的趋势和技术主流,而标准单元是ASIC设计快速发展的重要支撑,本文在最后提出了标准单元包低漏功耗设计方法,结合电路级的功耗优化技术,从而拓宽ASIC功耗优化空间。 关键字:低功耗,标准单元,ASIC设计 前言: 自1958年德克萨斯仪器公司制造出第一块集成电路以来,集成电路产业一直以惊人的速度发展着,到目前为止,集成电路基本遵循着摩尔定律发展,即集成度几乎每18个月翻一番。 随着制造工艺的发展,IC设计已经进入了纳米级时代:目前国际上能够投入大规模量产的最先进工艺为40nm,国内的工艺水平正将进入65nm;2009年,Intel酷睿i系列创纪录采用了领先的32nm 工艺,并且下一代22nm工艺正在研发中。但伴随电路特征尺寸的减小,电路功耗数值正呈指数上升,集成电路的发展遭遇了功耗瓶颈。功耗问题已经同面积和速度一样受到人们重视,成为衡量IC设计成功与否的重要指标之一。若在设计时不考虑功耗而功利地追求集成度的提高,则可能会使电路某些部分因功耗过大引起温度过高而导致系统工作不稳定或失效。如Intel的1.5GHz Pentium Ⅳ处理器,拥有的晶体管数量高达4200万只,功率接近95瓦,整机生产商不得不为其配上了特大号风扇来维持其正常工作。功耗的增大不仅将导致器件的可靠性降低、芯片的稳定性下降,同时也给芯片的散热和封装带来问题。因此,功耗已经成为阻碍集成电路进一步发展的难题之一,低功耗设计也已成为集成电路的关键设计技术之一。 一、电路功耗的组成 CMOS电路中有两种主要的功耗来源,动态功耗和静态功耗。其中,动态功耗包括负载电容的充放电功耗(交流开关功耗)和短路电流引起的功耗;静态功耗主要是由漏电流引起的功耗,如图1所示。

MRS201低功耗霍尔元件

TMR 超低功耗全极磁开关 概述 是一款集成了隧道磁阻(TMR )传感器和CMOS 技术,为高灵敏度、高速、低功耗、高精度应用而开发的全极磁开关。采用高精度推挽式半桥TMR 磁传感器和CMOS 集成电路,包括TMR 电压发生器、比较器、施密特触发器和CMOS 输出电路,能将变化的磁场信号转化为数字电压信号输出。通过内部电压稳压器来提供温度补偿电源,并允许宽的工作电压范围。以低电压工作、1微安级的供电电流、高响应频率、宽的工作温度范围、优越的抗外磁干扰特性成为众多低功耗、高性能应用的理想选择。采用两种封装形式:SOT23-3和TO-92S 。 功能框图 产品特性 ? 隧道磁电阻 (TMR) 技术 ? 1.5微安超低功耗 ? 高频率响应可达1kHz ? 全极磁开关 ? 高灵敏度,低开关点 ? 宽工作电压范围 ? 卓越的温度稳定性 ? 优越的抗外磁场性能 典型应用 ? 流量计,包括水表、气表和热量表 ? 接近开关 ? 速度检测 ? 线性及旋转位置检测 磁开关MRS201MRS201MRS201MRS201MRS201MRS201

管脚定义 TO-92S SOT23-3 极限参数 性能参数(V CC = 3.0V, T A = 25°C) 注:在以上测试中,电源和地之间需连接一个0.1μF的电容。

磁特性(V CC = 3.0V, T A = 25°C) 电压和温度特性 输出和磁场关系 注:上电时,在工作磁场为零时,输出信号为高电平。 磁场感应方向磁场强度

MRS201应用指南 封装尺寸 SOT23-3封装图: 平行于TMR 传感器敏感方向的磁场超过工作点门限︱B OPS ︱(︱B OPN ︱)时,输出低电平。当平行于TMR 传感器敏感方向的磁场低于释放点︱B RPS ︱(︱B RPN ︱)时,输出高电平。磁场工作点和释放点的差值就是传感器的回差B H 。 为了降低外部噪音,推荐在传感器电源和地之间增加一个滤波电容(靠近传感器)。如应用电路图所示,典型值为0.1μF 。 MRS201

dsp的低功耗模式

240xA系列DSP有一个低功耗指令IDLE,当被执行时,该指令将停止CPU 中所有电路的时钟;尽管如此,从CPU中出来的时钟将继续输出。通过使用该指令,CPU的时钟将被关闭以节约能量。当遇到复位或者中断请求时CPU将推出IDLE模式。 1.1时钟类型 所有以240xA为内核的设备均包含下面两种时钟类型: n组成大部分CPU逻辑电路时钟的CPU时钟。 n组成外设时钟以及CPU中的中断逻辑电路的系统时钟(由CPU 中出来的CLKOUT得来)。 当CPU进入IDLE模式时,系统时钟继续产生,CPU时钟停止产生。这种模式叫作IDLE1 模式。当CPU进入IDLE2 模式时,CPU时钟,系统时钟都将停止产生,这样允许进一步的节省能量。第三种节能模式,HALT模式,有可能将看门狗时钟以及振荡器时钟关闭。在HALT模式中,输入到锁相环的时钟被关闭。 低功耗模式不会改变通用I/O口的状态。在进入低功耗模式之前,I/O口将保持住同样的状态。并且,进入低功耗模式后,通用I/O口不会进入到高阻抗状态以及内部电压上拉或下拉不会改变。 当执行IDLE指令时,系统配置寄存器SCSR1 的12,13位LPM位将决定DSP进入三种节能模式中的哪种模式。 以下图标为三种模式下各时钟的关闭情况以及退出该情况所需要的条件。 (见相册) 1.2退出低功耗模式 多种情况可以退出低功耗模式。以下部分描述了怎样退出低功耗模式。 1.2.1复位 复位(任何情况下的复位)可以使DSP退出任何一种低功耗模式。如果DSP处于HALT模式即暂停状态下,复位将启动振荡器;尽管如此,由于启动振荡器至产生时钟需要一定时间,CPU的复位将被延迟一段时间。 1.2.2外部中断 外部中断,XINTx,可以使DSP退出出HALT的任何一种中断。如果DSP处于IDLE2节能模式,连接到外部中断引脚的同步逻辑可以识别出在引脚上的中断,然后开始系统时钟和CPU时钟,然后允许时钟逻辑向PIE控制器产生中断请求。 1.2.3唤醒中断 有一些外设具备启动DSP时钟的能力,然后形成了对某确定事件的中断。比如在通讯线路中的一些激活电压。例如:CAN唤醒中断可以在没有时钟运行时进行错误的中断请求。 1.1.1退出低功耗模式——一些样例 外设中断被用来唤醒处于不同功耗模式的DSP。唤醒的动作(以及DSP 接下来的动作)由下列情况决定; n该外设在外设中断级是否被使能 n该外设上级的IMR.n是否被使能 n在ST0中的INTM状态

超低功耗电路的设计原则及设计分析

超低功耗电路的设计原则及设计分析 以手机为代表的电池供电电路的兴起,为便携式仪表开创了一个新的纪元。超低功耗电路系统(包括超低功耗的电源、单片机、放大器、液晶显示屏等)已经对电路设计人员形成了极大的诱惑。毫无疑问,超低功耗电路设计已经对低功耗电路提出了挑战,并将扩展成为电子电路中的一个重要应用领域。 虽然超低功耗设计仍然是在CMOS集成电路(IC)基础上发展起来的,但是因为用户众多,数千种专用或通用超低功耗IC不断涌现,使设计人员不再在传统的CMOS型IC上下功夫,转而选择新型超低功耗IC,致使近年来产生了多种超低功耗仪表。电池供电的水表、暖气表和煤气表近几年能够发展起来就是一个证明。目前,电池供电的单片机则是超低功耗IC的代表。 本文将对超低功耗电路设计原则进行分析,并就怎样设计成超低功耗的产品作一些论述,从而证明了这种电路在电路结构和性价比等方面对传统电路极具竞争力。 1 CMOS集成电路的功耗分析 无论是低功耗还是超低功耗IC,主要还是建立在CMOS电路基础上的。虽然超低功耗IC 对单元电路进行了新形式的设计,但作为功耗分析,仍然离不开CMOS电路基本原理。以74系列为代表的TTL集成电路,每门的平均功耗约为10mW;低功耗的TTL集成电路,每门平均功耗只有1mW。74系列高速CMOS电路,每门平均功耗约为10μW;而超低功耗CMOS 通用小规模IC,整片的静态平均功耗却可低于10μW。传统的单片机,休眠电流常在50μA~2mA范围内;而超低功耗的单片机休眠电流可达到1μA以下。 CMOS电路的动态功耗不仅取决于负载,而且就电路内部而言,功耗与电源电压、集成度、输出电平以及工作频率都有密切联系。因此设计超低功耗电路时不得不对全部元件的内外性质做仔细分析。 CHMOS或CMOS电路的功耗特性一般可以表示为: P=PD+PA

STM8L051低功耗模式实现说明文档

STM8L051低功耗模式测试文档 STM8L051的五种低功耗模式wait ,low power run mode,low power wait mode,Ative-Halt mode,Halt mode。 1、WAIT mode 在等待模式,CPU的时钟是停止的,被选择的外设继续运行。W AIT mode 分为两种方式:WFE,WFI。WFE是等待事件发生,才从等待模式中唤醒。WFI是等待中断发生,才从等待模式中唤醒。 2、low power run mode 在低功耗运行模式下,CPU和被选择的外设在工作,程序执行在LSI或者LSE下,从RAM 中执行程序,Flash和EEPROM都要停止运行。电压被配置成Ultra Low Power模式。进入此模式可以通过软件配置,退出此模式可以软件配置或者是复位。 3、low power wait mode 这种模式进入是在low power run mode下,执行wfe。在此模式下CPU时钟会被停止,其他的外设运行情况和low power run mode类似。在此模式下可以被内部或外部事件、中断和复位唤醒。当被事件唤醒后,系统恢复到low power run mode。 4、Active-Halt mode 在此模式下,除了RTC外,CPU和其他外设的时钟被停止。系统唤醒是通过RTC中断、外部中断或是复位。 5、Halt mode 在此模式下,CPU和外设的时钟都被停止。系统唤醒是通过外部中断或复位。关闭内部的参考电压可以进一步降低功耗。通过配置ULP位和FWU位,也可以6us的快速唤醒,不用等待内部的参考电压启动。 一、各个低功耗模式的代码实现 1、WAIT mode 等待模式分为两种:WFI和WFE。 1.1 WFI mode 当执行“wfi”语句时,系统就进入WFI模式,当中断发生时,CPU被从WFI模式唤醒,执行中断服务程序和继续向下执行程序。 通过置位CFG_GCR的AL位,使主程序服务完中断服务程序后,重新返回到WFI 模式。 程序如下: void Mcuwfi() { PWR_UltraLowPowerCmd(ENABLE); //开启电源的低功耗模式 CLK_HSEConfig(CLK_HSE_OFF); //关闭HSE时钟(16MHz) #ifdef USE_LSE CLK_SYSCLKSourceConfig(CLK_SYSCLKSource_LSE);

集成电路

集成电路设计综述 杨超 (湖南工学院电气与信息工程学院湖南衡阳421000)【摘要】本文介绍了集成电路设计的各个阶段及其基本的特征,把集成电路设计流程划分为三个阶段: 需求分析系统设计、逻辑设计、物理设计, 并通过对每一阶段的叙述, 同时介绍了集成电路设计的方法和基本知识。最后描述了集成电路设计面对的问题和前景,集成电路技术遵循摩尔定律发展进入了纳米尺度, 功耗带来的挑战日益突出, 已经成为制约集成电路发展的瓶颈问题. 微电子技术的发展已经进入了“功耗限制” 的时代, 功耗成为集成电路设计和制备中的核心问题。降低功耗有可能替代原来提高集成度、缩小器件尺寸成为未来集成电路发展的驱动力。低功耗集成电路的实现是一项综合的工程, 需要同时考虑器件、电路和系统的功耗优化, 需要在性能和功耗之间进行折中. 随着集成电路进入纳米尺度, 适于低功耗应用的CMOS 技术平台由于MOSFET 泄漏导致的电流增大、寄生效应严重等问题愈发突出,目前的许多低功耗技术成为了“治标” 的解决方案, 难以从根本上解决集成电路发展中遇到的“功耗限制” 问题, 一定程度上影响了纳米尺度集成电路的可持续发展,本文在深入分析影响集成电路功耗的各个方面的基础上, 介绍了超低功耗集成电路的工艺、器件结构以及设计技术。 【关键词】集成电路设计,低功耗,微电子器件,逻辑设计,物理设计 1、引言 集成电路技术遵循摩尔定律发展进入了纳米尺度, 功耗带来的挑战日益突出, 已经成为制约集成电路发展的瓶颈问题,微电子技术的发展已经进入了“功耗限制”的时代, 功耗成为集成电路设计和制备中的核心问题,降低功耗有可能替代原来提高集成度、缩小器件尺寸成为未来集成电路发展的驱动力,低功耗集成电路的实现是一项综合的工程,需要同时考虑器件、电路和系统的功耗优化, 需要在性能和功耗之间进行折中。随着集成电路进入纳米尺度, 适于低功耗应用的CMOS 技术平台由于MOSFET 泄漏导致的电流增大、寄生效应严重等问题愈发突出,目前的许多低功耗技术成为了“治标” 的解决方案, 难以从根本上解决集成电路发展中遇到的“功耗限制” 问题, 一定程度上影响了纳米尺度集成电路的可持续发展. 本文在深入分析影响集成电路功耗的各个方面的基础上,介绍了超低功耗集成电路的工艺、器件结构以及设计技术,目前这种发展趋势至少可以持续到2026 年, 其器件的特征尺寸将缩小至 6 nm,因此, 在未来的较长一段时期内,硅基集成电路仍将是微电子技术的主流,传统集成电路设计, 以更小的面积、更快的速度完成运算任务是不懈努力的目标. 然而随着硅基集成电路技术发展到纳米尺度,面积与时间已经不再是集成电路设计中需要考虑的唯一目标, 功耗带来的挑战日益突出, 已经成为制约集成电路发展的瓶颈问题。 2、集成电路往低功耗方向发展 近50年来, 硅基集成电路技术一直沿着摩尔定律高速发展,根据2011 年国际半导体技术发展蓝图(ITRS) 的预测, 目前这种发展趋势至少可以持续到2026 年, 其器件的特征尺寸将缩小至 6 nm。 因此, 在未来的较长一段时期内, 硅基集成电路仍将是微电子技术的主流,传统集成电路设计, 以更小的面积、更快的速度完成运算任务是不懈努力的目标. 然而随着硅基集成电路技术发展到纳米尺度,面积与时间已经不再是集成电路设计中需要考虑的唯一目标, 功耗带来的挑战日益突出, 已经成为制约集成电路发展的瓶颈问题,在诸如手持和便携设备等产品中功耗指标甚至成为第一要素,例如, 苹果公司iPhone4S 手机的双核A5 处理器和三星公司Galaxy S3 手机的四核Exynos 4412 处理器均基于ARM 多核、超低功耗架构Cortex-A9,

数字集成电路低功耗设计

数字集成电路低功耗设计 摘要数字IC的低功耗设计是一个系统问题,必须在设计的各个层次上发展适当的技术,综合应用不同的设计策略,才能达到在降低功耗的同时还能维持较高的系统性能的目的。本文系统地总结了当前系统级芯片设计中的低功耗技术,并对功耗估计和分析以及不同设计层次的功耗优化方法分别进行了讨论。 关键词数字集成电路功耗估计功耗分析低功耗设计功耗优化 1 引言 近来,研究人员发现仅仅用时间和面积作为评价系统性能的指标是不够的。功耗是另一个非常重要的考虑指标。直到最近,相对于面积和速度指标而言,对功耗的考虑还被放在第二位。但是,近年来这种考虑方法正在开始改变,对功耗指标重要性的考虑逐渐提高到与面积和速度同等重要的高度。许多因素推动了这个趋势的发生。也许最明显的因素就是便携式电子系统的飞速发展。对于这些便携式电子系统应用,平均功耗已经变成一个最关键的设计指标。例如,用分立器件所搭建的一个便携式多媒体终端,由于没有进行低功耗的优化设计,其消耗的功率是40瓦。用先进的镍-金属-氰化物电池供电,每公斤重可以产生的电能约为65瓦*小时,支持这样的终端运行10小时就需要6公斤重电池,这是无法接受的。甚至用现在比较先进的电池技术如锂离子电池,每公斤重可以产生的电能为100瓦*小时,支持这个多媒体终端运行10小时,也需要4公斤锂离子电池。因此,如果没有低功耗设计,当前和未来的便携式电子设备要么需要非常重的电池组,要么电池的寿命非常短。 即使对于非便携式的设备而言,减小功耗也会起到非常关键的作用。例如,进行过性能优化的微处理器,在时钟频率为200MHz~500MHz的情况下,消耗的功耗典型值大约为40瓦~80瓦。微处理器的速度正在稳步提高,时钟频率已经达到了1GHz。在这样高的时钟频率下,它们消耗大约300瓦的功率是无法接受的,因为封装和散热设备的成本太高了。因而,除非功耗大大降低,否则因功耗而产生的热量必须限制封装和VLSI系统的性能。 动态功耗是IC功耗的主要组成部分,但随着深亚微米工艺的发展,之前微不足道的漏电流功耗呈指数级增大,甚至有超越动态功耗的趋势,这也使得新兴低功耗技术的研究显得更加重要和紧迫。 本文将介绍芯片功耗的主要来源、基本概念及其影响因素;针对这些功耗来源和影响因素,本文将分别考虑IC设计中不同抽象层次对电路功耗的影响,并比较各项低功耗技术的效果和存在的问题;此外,对功耗的优化也进行了详细的介绍。 2 功耗估计 功耗估计是指估计数字电路的平均功耗。理想情况下平均功耗应该包括静态功耗和动态功耗,然而在精心设计的CMOS电路中,容性功率占主导地位,因此平均功耗一般指的是容性功耗。这与模拟为电压降低问题的瞬时功耗或最坏情况功耗的估计有很大不同。在设计的每一个层次上,从低层的电路级、门级,到高层的结构级(RTL级)和行为级,有相应的功耗估计方法。

低功耗集成电路设计课程上机实验报告

低功耗集成电路设计 上机实验报告 课程名称低功耗集成电路设计 任课教师肖立伊 学生黄庆丰 学号 11SG21908

目录 实验一MOS管阈值电压随衬底偏置电压变化的模拟与分析 (1) 1.实验条件 (1) 2.实验过程 (1) 3.产生机理及用途 (1) 实验二MOS管亚阈值漏电流随漏源电压变化的模拟与分析 (3) 1.实验条件 (3) 2.实验过程 (3) 3.产生机理及用途 (3) 实验三晶体管堆叠效应减少漏电流的模拟与分析 (4) 1.实验条件 (4) 2.实验过程 (4) 3.产生机理及用途分析 (5) 实验四电平转换触发器设计 (6) 1.主从电平转换器 (6) 1)设计过程 (6) 2)模拟结果 (7) 2.脉冲预充触发电平转换器 (8) 1)设计过程 (8) 2)模拟结果 (9) 3.电平转换器用途 (10) 实验五偏置电压对6管存储单元功耗影响的模拟与分析 (11) 1.设计过程 (11) 2.功能模拟及功耗分析 (11) 3.降低功耗原理 (11)

实验一MOS管阈值电压随衬底偏置电压变化的模拟与分析 在本实验中,我们采用smic90nm工艺库中的型号为N10的NMOS管进行阈值电压与衬底偏置的分析,其中衬底偏压VB从-1V线性变化至1V。其电路原理图如下: 图 1 实验一仿真原理图 用Spectre进行仿真,我们得到了下图的仿真结果。 图 2阈值电压随衬底电压变化 如所示,在零偏时,器件的阈值电压243.2mV,而随着衬底电压从-1V至1V 的线性变化过程中,器件阈值电压也从320mV降至15mV,由此可见,衬底偏置能够显著改变阈值电压的变化。 3.产生机理及用途 MOS器件能够导电的原因是在栅氧化层下面形成反型层,从而形成导电沟道所致,而在衬底与源极之间施加负向偏压时将使沟道感应结上的压降增大,表面耗尽层的宽度增加,使得空间电荷区的负空间电荷增加,此时只有增加栅压才能维持强反型的条件,因而阈值电压增大,同理,当施加正向电压时,栅压降低,阈值电压下降。 阈值电压并不是一个恒定的参数,它将受到诸多参数的影响。其中,衬底偏

低功耗解决方案

低功耗解决方案 篇一:低功耗高能效的电源MCU方案 低功耗高能效的电源MCU方案 当电池需要在几年甚至几十年中为某个产品供电时,不断改进MCU集成产品和轻微修改基本处理器结构都不能满足人们急剧增加的节能需要。针对很多能源敏感产品,如:计量器、楼宇自动化产品、安全产品和便携式医疗设备,如果节能需求和处理功率之间发生了冲突,就必须要大规模发展MCU设计。 EnergyMicro采用了一种‘bluesky’的方法来设计它的低功率EFM32Gecko微处理器,也开发了支持这个产品的软件和硬件工具(图1)。EnergyMicro现已生产了一种装置,仅够消耗现有8位、16位和32位MCU所耗能量的四分之一,使现有电池的寿命大大延长了。换句话说,有了这样的节能MCU,产品设计人员能够大大削减电池的成本、缩小它的尺寸了。而对某些产品,如能源计量器和安全设备,有了频率、成本和碳足迹的维护标注,电池的更换次数就更少了。 要在MCU上获得如此低功率的资格不是件容易的事,需要进行多年的开发,实现真正的创新。到EnergyMicro的网站上去查一查最高峰值,您就会发现有关技术的描述都取了很大的标题,让32位EFM32成为世界上最节能的微控制器

的10大原因,实际上肯定还有更多的原因。 我们先把“超低能量”的specmanship(技术指标差距)放在一边吧。当电池充电量有限时,MCU如何能超时使用能源就变得很重要。在产品的休眠期内减少其能耗和时间与在活跃期时要做的工作一样重要。EFM32MCU以ARMCortex-M3处理核为基础,在设计上大大减少了活跃模式的电源消耗。在基准测试中,32MHz的EFM32实际需要3V的供电,以180μA/MHz的能量运行正确的Flash代码。 这很好,但MCU需要多长时间来处理任务也会对节能产生重要影响。因此,使用32位Cortex-M3比8位和16位器件的处理效率高,执行任务的时钟周期也短得多,这样就会大大缩短产品活跃期。通过保持尽可能短的活跃周期,32位MCU更多的时候都处于深度睡眠模式。人们都忘记了过去32位处理器是不能传送sub-?A待机模式的,采用了正确的低功耗设计技术,现在可以做到这点了。EFM32可以提供所有基线功能,如:实时计数器、RAM和CPU保持、掉电检测和深度睡眠模式中的开机重设,全部只使用μA的能量。 通常,在我们提到的目标应用中,MCU的工作周期可以非常短,MCU在深睡眠状态可停留高达99%的时间。因此,这里的消耗对整体节能真的很重要。 如果MCU从深度睡眠中唤醒产品并重新进入活跃模式所花的时间很长,其优势就会丧失。为什么呢?因为当MCU从

STM32低功耗模式简介

STM32低功耗模式简介 STM32F10xxx 有三中低功耗模式:●睡眠模式(Cortex?-M3 内核停止,外 设仍在运行)●停止模式(所有的时钟都以停止)●待机模式(1.8V 电源关闭) 时钟频率72MHz 时,从闪存执行代码,STM32 功耗36mA,是32 位市场上 功耗最低的产品,相当于0.5mA/MHz。 上电,默认使用内部HSI 时钟8M,经测试10mA 左右。待机模式可实现系 统的最低功耗。可将电流消耗降至两微安。 在待机模式下,所有的I/O 引脚处于高阻态,除了以下的引脚:●复位引脚 (始终有效)●当被设置为防侵入或校准输出时的TAMPER 引脚●被使能的唤醒 引脚 /*按钮GPIOB9 进入睡眠,WKUP pin(GPIOA0)唤醒,GPIOD3-LED 200ms 闪烁*/int main(void){ /* System Clocks Configuration **********************************************/ RCC_Configuration(); GPIO_Configuration(); /* Enable PWR and BKP clock */ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP, ENABLE); /* Enable WKUP pin */ PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE); /* Allow access to BKP Domain */ PWR_BackupAccessCmd(ENABLE); //RTC_Configuration(); EXTI_Configuration(); NVIC_Configuration(); SysTick_Config(SystemFrequency / 1000 *200 ); //200ms

LP0001-超低功耗红外感应控制IC -V2.0

产品规格书 Data Sheet LP0001 【超低功耗红外感应控制IC 】 SHENZHEN LAND HOPE MICRO-ELECTRONICS LTD. 深圳市联德合微电子有限公司 LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP LANDP

LP0001超低功耗红外感应控制IC 目录 概述 (3) 特点 (3) 产品应用 (3) 引脚定义 (3) 引脚描述 (4) 功能框图 (5) 功能描述 (5) 应用范例 (6) 极限参数 (8) 电气特性 (8) 封装数据 (9) 丝印说明 (9)

LP0001芯片数据手册V2.0 概述 LP0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炙灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置,特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道等敏感区域,或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。 特点 工作功耗小,3V工作电源时功耗小于20uA,5V工作电源时功耗小于35uA,非常适合电池供电系统应用; 内设独立的延迟时间定时器和封锁时间定时器,时间可调节范围宽,所调时间长短不随芯片电源电压变化,只与外围选定的电阻电容值有关; 独立的高输入阻抗运算放大器,可与多种传感器匹配,进行信号与处理; 双向鉴幅器,可有效抑制干扰; 内置参考电压,供内部比较器和运放的参考电压; 工作电压范围2V~6V; 采用SOP16和DIP16封装形式; 引脚定义产品应用 红外线报警器; 红外线感应灯; 自动灯光照明系统; 自动门控制系统; 自动烘干机; 语音迎宾器;

STM8S低功耗

四种STM8低功耗模式的主要特性如表12。 (表12:STM8S低功耗模式管理) 1.如果外设时钟未被关闭 2.包括通讯外设的中断(参见中断向量表) STM8等待(Wait)模式 在运行模式下执行WFI(等待中断)指令,可进入等待模式。此时CPU停止运行,但外设与中断控制器仍保持运行,因此功耗会有所降低。等待模式可与PCG(外设时钟门控),降低CPU时钟频率,以及选择低功耗时钟源(LSI,HSI)相结合使用,以进一步降低系统功耗。参见时钟控制 (CLK)的说明。 在等待模式下,所有寄存器与RAM的内容保持不变,之前所定义的时钟配置也保持不变(主时钟状态寄存器CLK_CMSR)。 当一个内部或外部中断请求产生时,CPU从等待模式唤醒并恢复工作。 STM8停机(Halt)模式 在该模式下主时钟停止。即由fMASTER提供时钟的CPU及所有外设均被关闭。因此,所有外设均没有时钟,MCU的数字部分不消耗能量。 在停机模式下,所有寄存器与RAM的内容保持不变,默认情况下时钟配置也保持不变(主时钟状态寄存器CLK_CMSR)。 MCU可通过执行HALT指令进入停机模式。外部中断可将MCU从停机模式唤醒。外部中断指配置为中断输入的GPIO端口或具有触发外设中断能力的端口。 在这种模式下,为了节省功耗主电压调节器关闭。仅低电压调节器(及掉电复位)处于工作状态。

?快速时钟启动 HSI RC的启动速度比HSE快(参见数据手册中电特性参数)。因此,为了减少MCU的唤醒时间,建议在进入暂停模式前选择HSI做为fMASTER的时钟源。 在进入停机模式前可通过设置内部时钟寄存器CLK_ICKR的FHWU位选择HSI做为fMASTER 的时钟源,而无需时钟切换。参见时钟控制章节。 STM8活跃停机(Active Halt)模式 活跃停机模式与停机模式类似,但它不需要外部中断唤醒。它使用AWU,在一定的延时后产生一个内部唤醒事件,延迟时间是用户可编程的。 在活跃暂停模式下,主振荡器、CPU及几乎所有外设都被停止。如果AWU和IWD已被使能,则只有LSI RC与HSE仍处于运行状态,以驱动AWU和IWD计数器。为进入活跃停机模式,需首先使能AWU(如AWU章节所述),然后执行HALT指令。 ?主电压调节器自动关闭 默认情况下,为了从活跃停机模式快速唤醒,主电压调节器处于激活状态。但其电流消耗是不可忽视的。 为进一步降低功耗,当MCU进入活跃停机模式时,主电压调节器可自动关闭。通过设置内部时钟寄存器CLK_ICKR的REGAH位可实现此功能。此时: o MCU内核由低功耗电压调节器(LPVR)供电(如同停机模式)。 o仅LSI时钟源可用,因为HSE时钟源对于LPVR来说电流消耗太大。 在唤醒时主电压调节器重新被打开,这需要一个比较长的唤醒时间(参见STM8数据手册 电特性部分唤醒时间与电流消耗的相关数据)。 ?快速唤醒时钟 如停机模式所述,为了缩短唤醒时间,建议使用HSI做为fMASTER的时钟源。FHWU位也可用于缩短切换时间。 在活跃停机模式下,快速唤醒是很重要的。这可以提高CPU的执行效率,使MCU处于运行状态与低功耗模式之间的时间最短,从而减少整体平均功耗。

STM32低功耗做法

具体要点为: 1、所有IO管脚,如果高阻状态端口是高电平,就设成上拉输入,如果高阻状态是低电平,设成下拉输入,如果高阻是中间状态,设成模拟输入。这个很多人都提到过,必须的。作为输出口就免了,待机你想输出个什么东西,一定要输,硬件上加上下拉就可以了 2、两个晶振输入脚要remap成普通IO!!!使用内部晶振。 3、pwr的时钟要使能,即RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);这个也相当重要 4、关闭jtag口,并设成普通IO; 5、注意助焊膏的质量!!!注意电路板层之间是否进水!!!! 掌握这几项要点,再设中断什么的都行,整个世界清静了!!!完全低能耗 刚开始进入STOPMode后,整机功耗有300uA的,此时外围其他硬件电路电流已经可以肯定漏电流在nA级,因此调试方向在主芯片,经过实际测试,都是GPIO配置的问题,比如某个GPIO为中断输入,闲置为低电平,而我们配置成了IPU,因此内部的40K上拉就会在这里消耗3/40k =75uA,另外将N.C的GPIO配置成Floating Input,也会有一些漏电流,实际测试漏电流不大;另外将STM32F05x直接PIINtoPIN替代STM32100,所以 Pin35,36的PF6,PF7为之前的VCC,GND,因此要相应的配置为IPU,IPD,才不会有拉电流/灌电流;外部不使用晶振,因此必须将其配置为IPU/IPD或者输出Low,如果配置成Floating,实测消耗200uA+的电流,这个特别注意。另外不需要关闭不用的外设的CLK,因为STOPMODE会将内部1.8V的core关闭,因此该步骤不影响功耗。 因此在进入STOPMODE之前,需要做: 1、将N.C的GPIO统一配置为IPU/IPD; 2、检查一些Signal的输入Active是High/Low,相应进行配置为IPD/IPU,即避免在内部上/下拉电阻上消耗电流,而且该电流理论值为VCC/R = 3/40 =75uA; 3、如果外部晶振不使用,必须将GPIO配置为IPU/IPD/PPLow,不允许配置为floating,否则会消耗极大的电流200uA+; 4*、加入进入STOPMODE前,不允许将PWR的CLK关闭,这部分牵涉低功耗模式,实际测试关闭能用,也能唤醒,但是电流会增加10uA+; 5、配置GPIO为输出时,根据输出的常态选择上拉/下拉,如闲置输出为0,则配置为下拉,输出闲置为1,则配置上拉; 6、另外特别说明的是->从Stopmode唤醒后,系统会自动切换到HSI,如果进入前使用的是外部晶振/PLL(PLL的clksource = HSI/HSE)因此必须调用System_Init(),对RCC重新初始化,否则唤醒后主频发生改变,会影响系统;

STM8L051低功耗模式实现说明文档

STM8L051低功耗模式实现说明文档 STM8L051低功耗模式测试文档 STM8L051的五种低功耗模式wait ,low power run mode,low power wait mode,Ative-Halt mode,Halt mode。 1、WAIT mode 在等待模式,CPU的时钟是停止的,被选择的外设继续运行。WAIT mode 分为 两种方式:WFE,WFI。WFE是等待事件发生,才从等待模式中唤醒。WFI是等待中断发生,才从等待模式中唤醒。 2、low power run mode 在低功耗运行模式下,CPU和被选择的外设在工作,程序执行在LSI或者LSE 下,从RAM中执行程序,Flash和EEPROM都要停止运行。电压被配置成Ultra Low Power模式。进入此模式可以通过软件配置,退出此模式可以软件配置或者是复位。 3、low power wait mode 这种模式进入是在low power run mode下,执行wfe。在此模式下CPU时钟会被停止,其他的外设运行情况和low power run mode类似。在此模式下可以被内部或外部事件、中断和复位唤醒。当被事件唤醒后,系统恢复到low power run mode。 4、Active-Halt mode 在此模式下,除了RTC外,CPU和其他外设的时钟被停止。系统唤醒是通过RTC中断、外部中断或是复位。 5、Halt mode

在此模式下,CPU和外设的时钟都被停止。系统唤醒是通过外部中断或复位。关闭内部的参考电压可以进一步降低功耗。通过配置ULP位和FWU位,也可以6us 的快速唤醒,不用等待内部的参考电压启动。 一、各个低功耗模式的代码实现 1、 WAIT mode 等待模式分为两种:WFI和WFE。 1.1 WFI mode 当执行“wfi”语句时,系统就进入WFI模式,当中断发生时,CPU被从WFI模式唤醒,执行中断服务程序和继续向下执行程序。 通过置位CFG_GCR的AL位,使主程序服务完中断服务程序后,重新返回到WFI 模式。 程序如下: void Mcuwfi() { PWR_UltraLowPowerCmd(ENABLE); //开启电源的低功耗模式 CLK_HSEConfig(CLK_HSE_OFF); //关闭HSE时钟 (16MHz) #ifdef USE_LSE CLK_SYSCLKSourceConfig(CLK_SYSCLKSource_LSE); CLK_SYSCLKSourceSwitchCmd(ENABLE); while (((CLK->SWCR)& 0x01)==0x01); CLK_HSICmd(DISABLE); #else CLK_SYSCLKDivConfig(CLK_SYSCLKDiv_1);

STM32三种低功耗模式研究二

STM32三种低功耗模式研究二 停机模式:任一外部中断可以唤醒,系统保存代码运行状态,唤醒前后要 分别进行电源管理配置和时钟配置。如果不配置时钟,它是自动切换到内部时 钟的;当然,如果系统重启或重新上电,则系统会从头开始,当然包括从头 配置时钟。示例:停机模式进入之前: RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);printf(“进入停 止模式“); PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower,PWR_STOPEntry_WFI);停机模式唤醒之后:void SYSCLKConfig_STOP(void){ErrorStatus HSEStartUpStatus;RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();if(HSEStartUpStatus == SUCCESS){RCC_PLLCmd(ENABLE);while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PL LRDY) == RESET){}RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);while(RCC_Get SYSCLKSource() != 0x08){}}}为了验证程序唤醒后是不是从进入停机模式那一 条语句接着运行,我进行如下编程:int main(void){LED_GPIO_Config(); EXTI_Key_Config();SysTick_Init();RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Perip h_PWR, ENABLE);//电源管理while(1) {LED1( ON );Delay_us(100000); // 10000 * 10us = 100msLED1( OFF ); // SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPow er,PWR_STOPEntry_WFI);LED2( ON ); Delay_us(100000); // 10000 * 10us = 100msLED2( OFF );LED3( ON ); Delay_us(100000); // 10000 * 10us = 100msLED3( OFF ); }}发现根本不进入停机模式,文档上写着:为了进入停止

如何进行低功耗设计教学文案

如何进行低功耗设计

如何进行低功耗设计 现在电子产品,特别是最近两年很火爆的穿戴产品,智能手表等都是锂电池供电,如果采用同样容量大小的锂电池进行测试不难发现电子产品低功耗做的好的,工作时间越长。因此,低功耗设计排在电子产品设计的重要地位。 最近做穿戴产品设计,面临的第一个问题就是低功耗设计。经过这两天的认真分析总结,将低功耗设计的方法总结,以飨网友。 首先,要明白一点就是功耗分为工作时功耗和待机时功耗,工作时功耗分为全部功能开启的功耗和部分功能开启的功耗。这在很大程度上影响着产品的功耗设计。 对于一个电子产品,总功耗为该产品正常工作时的电压与电流的乘积,这就是低功耗设计的需要注意事项之一。 为了降低产品的功耗,在电子产品开发时尽量采用低电压低功耗的产品。比如一个产品,曾经用5v单片机正常工作,后来又了3.3v的单片机或者工作电压更低的,那么就是在第一层次中进行了低功耗设计,这也就是我们常说的研发前期低功耗器件选择。这一般需要有广阔的芯片涉猎范围或者与供应商有良好的沟通。 其次是模块工作的选择控制,一般选择具有休眠功能的芯片。比如在设计一个系统中,如果某些外部模块在工作中是不经常使用的,我们可以使其进入休眠模式或者在硬件电路设计中采用数字开关来控制器工作与否,当需要使用模块时将其唤醒,这样我们可以在整个系统进入低功耗模式时,关闭一些不必要的器件,以起到省电的作用,延长了待机时间。一般常用方法:①具有休眠模式的功能芯片②MOS管做电子开关③具有使能端的LDO芯片。 再次,选择具有省电模式的主控芯片。现在的主控芯片一般都具有省电模式,通过以往的经验可以知道,当主控芯片在省电模式条件下,其工作电流往往是正常工作电流的几分之一,这样可以大大增强消费类产品电池的使用时间。同时,现在一些控制芯片具有双时钟的模式,通过软件的配置使芯片在不同的使用场合使用不同的外部始终从而降低其功耗。这与始终分频器具有异曲同工之妙,不同之处想必就是BOM的价格问题。现在火爆的APPLE WATCH就是低功耗的一个例子:全功能运行3-4小时,持续运行18小时。 主控芯片或者相关模块唤醒的方式选择。通常进过以上的步骤设计好了硬件结构,在系统需要省电,在什么时候进入省电模式,这一般在软件设计中实现,但是最主要还是需要根据产品的功能特性来决定了。当系统进入了省电模式,而系统的唤醒也需要控制。一般系统的唤醒分为自动唤醒和外部唤醒。 A、自动唤醒是使用芯片内部的定时器来计时睡眠时间,当睡眠时间达到预定时间时,自动进行唤醒。这与我们使用的看门狗或者中断有比较相近之处,不同就是其工作与否的时序。 B、外部唤醒就是芯片一直处于一种休眠状态,当有一个外部事件(主要是通过接口)来对芯片进行一个触发,则芯片会唤醒,在事件处理之后消除该触发事件而在此进入休眠状态。因此,根据系统的特性,就需要进行软件设计时,来决定如何使用睡眠及唤醒,以降低系统的功耗。

5种低功耗模式及IO端口介绍

MSP430-5种低功耗模式 MSP430-5种低功耗模式 作者:佚名MSP430来源:不详点击数:794 更新时间:2007-8-4 5种低功耗模式分别为LPM0~LPM4(LOW POWER MODE),CPU的活动状态称为AM(ACTVE MODE)模式。其中AM耗电最大,LPM4耗电最省,仅为0.1uA。另外工作电压对功耗的影响:电压越低功耗也越低。 系统PUC复位后,MSP430进入AM状态。在AM状态,程序可以选择进入任何一种低功耗模式,然后在适当的条件下,由外围模块的中断使CPU退出低功耗模式,返回AM 模式,再由AM模式选择进入相应的低功耗模式,如此类推。 工作模式的选择由状态寄存器SR中的SCG1、SCG0、OSCOFF、CPUOFF位控制。由于在CPU的头文件中对CPU内的各寄存器和模块的各种工作模式都作了详尽的定义,所以编程时尽可能的利用就是了。如:要进入低功耗模式0,可在程序中直接写:LPM0; 。进入低功耗模式4,可以写:LMP4;就可以了。退出低功耗模式如下: LPM0_EXIT; //退出低功耗模式0 LPM4_EXIT; //退出低功耗模式4 MSP430-IO端口介绍 MSP430-IO端口介绍 作者:佚名MSP430来源:不详点击数:2137 更新时间:2007-8-4 MSP430的端口有P1、P2、P3、P4、P5、P6、S和COM(型号不同,包含的端口也不仅相同,如MSP430X11X系列只有P1,P2端口,而MSP430X4XX系列则包含全部上述端口),它们都可以直接用于输入/输出。MSP430系统中没有专门的输入/输出指令,输入/输出操作通过传送指令来实现。端口P1`P6的每一位都可以独立用于输入/输出,即具有位寻址功能。常见的键盘接口可以直接用端口进行模拟,用查询或者中断方式控制。由于MSP430的端口只有数据口,没有状态口或控制口,在实际应用中,如在查询式输入/输出传送时,可以用端口的某一位或者几位来传送状态信息,通过查询对应位的状态来确定外设是否处于“准备好”状态。

相关主题