如何正确选择低功耗MCU

　　另外，如果MCU时钟系统为外设提供多个时钟源的话，当 CPU 处于睡眠状态时外设仍然可以运行。例如，一次 A/D 转换可能需要一个高速时钟。如果MCU时钟系统提供独立于 CPU 的高速时钟，CPU 就可以在 A/D 转换器运行情况下进入睡眠状态，从而节省 CPU 耗流量。

　　事件驱动功能与时钟系统的灵活性并存。中断会使MCU退出低功耗模式，因此，MCU 的中断越多，其防止浪费电流的 CPU 轮询与降低功耗的灵活性就越大。轮询意味着进行与不进行功耗预算之间存在差异，因为它在等待出现事件时会浪费CPU 带宽并需要额外电流。一个好的低功耗MCU 应具有充分的中断功能，为其所有外设提供中断，同时为外部事件提供众多外部中断。

　　按钮或键盘应用可以证明外部中断的优势。如果不具备中断功能，MCU 必须频繁轮询键盘或按钮，以确定其是否被按下。不仅轮询自身会消耗功率，而且控制轮询间隔也需要定时器，其会消耗附加电流。相比而言，在具备中断情况下，CPU 可以在整个过程中保持睡眠状态，只有按下按钮时才激活。

　　在选择低功率 MCU 时，还需要考虑外设功耗与电源管理。某些低功率 MCU 仅仅是设计时不具备低利率功能的旧架构的改进版本。而有些 MCU 在设计时即具备低功耗特性，并在其外设中内置了低功耗功能。一种特性是在需要时单独启动或关闭外设的能力，换言之，更重要的是自动启动或关闭外设的能力。 A/D 转换器就是一个例子，其在完成一次转换后可以自动关闭。另外，某些 MCU 正在引入直接存储器存取功能，其可以在无需 CPU 干预情况下自动处理数据。

　　大多 MCU 具有集成的掉电保护功能，当电源低于正常操作范围时其可以复位 MCU。通常会提供启动或关闭掉电保护以节省功耗的功能，但是必须在整个过程中都使掉电保护功能置于可用状态，因为掉电是不可预测的。某些 MCU 需要70uA 的电流来实现掉电保护。在只需要 45uA 平均电流的应用实例中很明显可以不考虑这些 MCU。

　　在选择低功耗 MCU 期间有时会忽视漏电流，但是，在最苛刻的低功耗应用中则必须考虑到漏电流。大多改进后的低功耗 MCU 都具有 1uA 的限定输入漏电流。在 20 输入器件中，它可能会消耗 20uA！针对低功耗设计的最新 MCU 具有最高50nA 的漏电流。

　　最后，我们常常会误解 MCU 处理效率。大家通常会认为 16 位 MCU 需要两倍于 8 位 MCU 的内存，但是一个 16 位架构实际上需要比 8 位架构要少一些的代码，而 16 位 MCU 一般会更快速地执行任务。例如，8 位 MCU 需要 CPU 开销来管理具有 10 位 A/D 转换数据或需要 16 位计算的应用中的数据。而且当今许多MCU 产品都具有单个工作文件或累加器，其数据必须进行传输，以便处理，因此，与基于寄存器的架构相比需要额外的 CPU 开销。表 1 说明在 16 位现代架构与8 位 8051 架构上传输 10 位 A/D 数据的指令。在采用 1Mhz 时钟情况下，16 位器件需要 6us 进行传输，而 8 位器件则需要 24us。

表 1：16 位与 8 位 MCU 代码要求

　　选择低功率 MCU 是一项耗时、棘手的工作。如果花费一些时间来了解可用产品选项的架构特性，我们就能够开发出能满足最苛刻功率预算的设计。