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高能效入门级MCU 定义全新低功耗

2014年04月24日 11:23 次阅读

  引言

  在经常提及物联网 (IoT)的新时代——数十亿的“智能终端”,预计在未来十年内会把各种应用与设备都连接起来——嵌入式技术不再仅仅限于以机械方式生产基本商品。物联网是数据和控制自动化的时代,互连设备和节点收集信息并与智能系统进行通信,实时解决问题(例如当系统检测到无人在家时会自动调整恒温器)。嵌入式技术的本质便是将传感、处理和连接结合起来使IoT变成现实。

  人们对功能性、连接性及便携性的需要呈指数级增加,而大众市场电池技术尚未能同步前进,无法满足市场需求。终端节点通常采用电池供电,需要具有极长电池寿命才能保证稳定可靠兼且保持较低成本。一方面能耗预算决定了新产品的最终设计,而市场方面又不允许制造商降低性能。设计人员面临的挑战是,必须以相同甚至更低的能耗预算实现更高的性能目标。

  高能效的整体趋向

  越来越多的“智能技术”产品需要满足用户的更多功能要求,而仅仅通过查看原始数据表上的数字来判断能效的方法已经无法提供充分有力的参考。能耗预算需要考虑“低功耗”,或者在提供特定功能时消耗了多少电流,此外,还需要考虑更多的要素“能源效率”或者说一段时间内的能耗。换句话说,我们必须查清楚在单位时间内完成指定任务的耗电量是多少。

  在嵌入式系统中,低功耗才是王道,目标是更高能效的通过多任务的管理去完成一个应用程序。这些任务通常可以概括为三个阶段:初始化阶段、控制阶段(其中可能包括数据采集、通信和控制)及计算阶段。在这三个阶段降低能耗的公式非常简单,用更少的能源和时间完成更多操作(能耗= 功率 x 时间)。要真正实现目标不只优化其中一个阶段,而是需要优化所有阶段。

  在所有阶段实现节能有三个要素。首先,必须少激活和低待机功耗。其次,必须具有节能外设,这些外设要智能的、在不一直唤醒CPU的前提下采集、处理并存储数据。第三,必须减少计算阶段的处理时间,以返回深度睡眠模式,然后再重新开始整个过程。

  飞思卡尔深入研究了MCU的所有阶段和各个方面,目的是解决更大的问题:你怎样用更少的能耗去做更多操作?结合整体观念来考虑能效问题对目前市场来说还比较新颖。飞思卡尔致力于帮助客户从这种新方法中获益。

  KineTIs L 系列:全球能效最高的32位MCU

  飞思卡尔几十年来不断关注新兴应用趋势并为客户开发解决方案,并充分利用这些经验,致力于为更广泛的应用提供高能效的产品解决方案。KineTIs MCU产品组合提供卓越的低功耗性能,并具有智能功能集成、广泛的外设及高扩展能力等优势。多个KineTIs MCU家族,其中KineTIs L系列在内是飞思卡尔高能效解决方案的最佳典范。

  Kinetis L 系列MCU是 Kinetis 产品组合内新上市的产品,与同类入门级MCU相比,大大改进了功能和效率,能够在初始化、控制和计算阶段显著提高能效。请注意查看图1所示的能效,该图用橙色表示Kinetis L 系列的能耗曲线对比用褐色曲线的其他同类产品。

图 1:Kinetis L系列MCU可在应用的所有阶段,即初始化、控制和计算阶段,大大提高能效。

  图 1:Kinetis L系列MCU可在应用的所有阶段,即初始化、控制和计算阶段,大大提高能效。

  在开发Kinetis L系列的过程中,重点围绕一个看似简单的概念:如何在没有CPU干预的情况下采集数据,然后快速唤醒MCU,尽可能快速、高效地执行相关功能,然后返回睡眠模式?最后实现的结果是大大降低了曲线下方整个板卡的能耗(参见图1),为达到这个结果,我们采用了ARM Cortex-M0+ 处理器,为多个用例使用了超低功耗模式,还有节能型架构技术以及一系列智能功耗管理的自主外设。

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在ARM核心的开放开发环境之下,研发人员利用32位元微控制器(MCU)开发应用的成本逐渐降低,芯片价...

发表于 2018-01-10 14:43 1553次阅读
未来16位MCU市场逐渐萎缩  并重新定义 MC...

STM32 系列MCU 不同型号的移植步骤解析

STM32 系列MCU 不同型号的移植!

发表于 2018-01-10 10:45 1800次阅读
STM32 系列MCU 不同型号的移植步骤解析

基于PIC16F1779的8位MCU高性能LED...

开关模式可调光LED驱动器凭借其高效性以及对LED电流的精确控制而闻名。这类LED驱动器还可以提供调...

发表于 2018-01-07 10:17 1857次阅读
基于PIC16F1779的8位MCU高性能LED...

华大半导体提出了“一静一动”的产品布局 深度挖掘...

在整个物联网蓬勃发展的当下,华大半导体提出了“一静一动”的产品布局:通过超低功耗技术紧扣各类终端设备...

发表于 2018-01-06 10:03 1431次阅读
华大半导体提出了“一静一动”的产品布局 深度挖掘...

对于ARM、MCU、DSP、FPGA、SOC的介...

ARM处理器是Acorn计算机有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。更早称作Acorn...

发表于 2018-01-05 11:36 1048次阅读
对于ARM、MCU、DSP、FPGA、SOC的介...

详细剖析在嵌入式系统开发中选择适合的MCU平台

随着物联网产业的蓬勃发展,出现的问题也越来越多:MCU平台怎样能让开发的产品更好地做到安全的互联互通...

发表于 2018-01-05 10:49 1123次阅读
详细剖析在嵌入式系统开发中选择适合的MCU平台

一文让你了解MCU及物联网操作系统演进

NXP市场总监王维MCU与IoT OS演进的演讲实录。

发表于 2018-01-03 07:20 3418次阅读
一文让你了解MCU及物联网操作系统演进

聚焦三大产品线,华大半导体展示最强“中国芯”!

随着国内集成电路产业快速发展,相关厂商也迎来了良好的发展机遇,其中一直由国外厂商把控的MCU市场也迎...

发表于 2018-01-02 11:33 2538次阅读
聚焦三大产品线,华大半导体展示最强“中国芯”!

探讨当今不断增强的嵌入式 MCU 的丰富功能以及...

作为物联网产品的核心, MCU 是否合适是满足客户当前和未来需求的关键。本文将探讨当今不断增强的嵌入...

发表于 2017-12-28 09:18 1390次阅读
探讨当今不断增强的嵌入式 MCU 的丰富功能以及...

对MCU破解技术做个简单分析

大家可能都知道破解51单片机是很容易的,但为什么容易,又是如何来破解的,可能很多人就不大清楚了,我在...

发表于 2017-12-26 09:16 1151次阅读
对MCU破解技术做个简单分析

一文读懂嵌入式LCD的接口和驱动方式,赶紧收藏起...

LCD的接口有多种,分类很细。主要看LCD的驱动方式和控制方式,目前手机上的彩色LCD的连接方式一般...

发表于 2017-12-26 07:22 2106次阅读
一文读懂嵌入式LCD的接口和驱动方式,赶紧收藏起...

基于8键控制8灯显示设计与仿真

用8个按键(K0-K7)控制8个发光二极管,每个按键独自控制1个LED的亮灭,当按下K0时,对应D0...

发表于 2017-12-25 16:48 1312次阅读
基于8键控制8灯显示设计与仿真

对比了8位MCU和32位MCU的使用案例来作为选...

该如何对8位以及32位的MCU进行选择?8位和32位MCU在功能上仍是互为辅助、各有千秋,这其中的诀...

发表于 2017-12-25 15:59 1112次阅读
对比了8位MCU和32位MCU的使用案例来作为选...

MCU明年持续供不应求涨价继续

欧洲半导体巨头NXP公司对其代理商发出了涨价通知。通知称,将从2018年第一季度开始对NXP旗下MC...

发表于 2017-12-25 11:27 1309次阅读
MCU明年持续供不应求涨价继续

华大半导体国产工控MCU的希望

在物联网时代,各类终端需求的持续发酵下,市场重燃了对MCU这个已面世数十年产品的热情。无论是国际知名...

发表于 2017-12-22 14:34 1801次阅读
华大半导体国产工控MCU的希望

MCU即结构与组成以及破解MCU方法及预防措施

MCU器件,除数字I/O端口外,还有ADC模拟量输入、输出端口,输入信号经内部A/D转换电路,变换为...

发表于 2017-12-22 14:21 1280次阅读
MCU即结构与组成以及破解MCU方法及预防措施

NXP率先上调MCU价格 ST意法半导体有意更跟...

随着mcu的市场需求不断扩大,导致MCU供应短缺,有机构预计2020年全球MCU市场规模将超过200...

发表于 2017-12-22 10:14 312次阅读
NXP率先上调MCU价格 ST意法半导体有意更跟...

一款非常实用的MCU的智能照明平台设计

越来越多的照明控制方案出现在现在的照明工业中,因此电源的设计、灯的驱动电路、安全保护、管理接口等各方...

发表于 2017-12-19 09:08 1905次阅读
一款非常实用的MCU的智能照明平台设计

如何破解MCU的方法及其预防措施

本文对于志在研究MCU防护的同学,能给很多参考思路,但对于想当黑客的人,后果自负...

发表于 2017-12-17 08:05 6111次阅读
如何破解MCU的方法及其预防措施

基于MCU和nRF24L01的无线通信系统设计

介绍了利用高性能MCU和nRF24L01芯片设计的网络化无线通讯系统,说明了其软硬件设计要点。该系统...

发表于 2017-12-15 14:32 295次阅读
基于MCU和nRF24L01的无线通信系统设计