----嵌入式微控制器 （mcu）的功耗在當今電池供電運用中正變得越來越無足輕重。大多mcu芯片廠商都供應低功耗低功耗產(chǎn)品，可是選擇一款最適合您自己運用的產(chǎn)品并非易事，并不像比照數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡略。我們有必要具體比照 mcu 功用，以便找到功耗最低的產(chǎn)品，這些功用包括：斷電方式 定時系統(tǒng) 工作驅(qū)動功用 片上外設(shè) 掉電檢測與保護 漏電流 處理功率。
----在低功耗規(guī)劃中，均勻電流消耗往往決議電池壽數(shù)。例如，假設(shè)某個運用選用額外電流為 400mAh 的 Eveready 高電量 9V 1222 型電池的話，要供應一年的電池壽數(shù)其均勻電流消耗有必要低于 400mAh/8760h，即45.7uA。
----在使 mcu 可以到達電流預算的一切功用中，斷電方式最重要。低功耗MCU 具有可供應不同級別功用的斷電方式。例如，TI 超低功耗 mcu MSP430 系列產(chǎn)品可以供應 5 種斷電方式。低功耗方式 0 （LPM0） 會關(guān)閉 CPU，可是堅持其他功用正常作業(yè)。LPM1 與 LPM2 方式在禁用功用列表中增加了各種時鐘功用。LPM3 是最常用的低功耗方式，只堅持低頻率時鐘振蕩器以及選用該時鐘的外設(shè)工作。LPM3 一般稱為實時時鐘方式，因為它答應定時器選用低功耗 32768Hz 時鐘源工作，電流消耗低于 1uA，一起還可定期激活系統(tǒng)。終究，LPM4 完全關(guān)閉器件上的包括 RAM 存儲在內(nèi)的一切功用，電流消耗僅 100 毫微安。
----時鐘系統(tǒng)是mcu功耗的要害。運用可以每秒多次或幾百次進入與退出各種低功耗方式。進入或退出低功耗方式以及快速處理數(shù)據(jù)的功用極為重要，因為 CPU會在等候時鐘穩(wěn)定下來期間浪費電流。大多低功耗mcu 都具有“即時發(fā)起”時鐘，其可以在不到 10～20us 時間內(nèi)為 CPU 準備就緒?？墒牵匾氖且斫饽男r鐘是即時發(fā)起、哪些非即時發(fā)起的。某些mcu 具有雙級時鐘激活功用，該功用在高頻時鐘穩(wěn)定化過程中供應一個低頻時鐘（一般為32768Hz），其可以到達 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時間內(nèi)正常工作，可是工作頻率較低，功率也較低。假設(shè) CPU 只需求執(zhí)行數(shù)量較少的指令的話，如：25 條，其需求 763us。CPU 低頻比高頻時消耗更少的電流，可是并缺乏于補償處理時間的差異。比較而言，某些 mcu 在 6 微秒時間內(nèi)就可認為 CPU 供應高速時鐘，處理相同的 25 條指令僅需求大約 9us（6us 激活＋25 條指令′0.125us指令速率），而且可以完結(jié)即時發(fā)起的高速串行通訊。
----別的，假設(shè) mcu 時鐘系統(tǒng)為外設(shè)供應多個時鐘源的話，當 CPU 處于睡覺狀況時外設(shè)依然可以工作。例如，一次 A/D 轉(zhuǎn)化或許需求一個高速時鐘。假設(shè) mcu 時鐘系統(tǒng)供應獨立于 CPU 的高速時鐘，CPU 就可以在 A/D 轉(zhuǎn)化器工作情況下進入睡覺狀況，從而節(jié)約 CPU 耗流量。
----工作驅(qū)動功用與時鐘系統(tǒng)的靈活性并存。間斷會使 mcu 退出低功耗方式，因而，mcu 的間斷越多，其防止浪費電流的 CPU 輪詢與下降功耗的靈活性就越大。輪詢意味著進行與不進行功耗預算之間存在差異，因為它在等候出現(xiàn)工作時會浪費CPU 帶寬并需求額外電流。一個好的低功耗mcu 應具有充沛的間斷功用，為其一切外設(shè)供應間斷，一起為外部工作供應很多外部間斷。
----按鈕或鍵盤運用可以證明外部間斷的優(yōu)勢。假設(shè)不具有間斷功用，mcu 有必要頻繁輪詢鍵盤或按鈕，以確認其是否被按下。不只輪詢自身會消耗功率，而且控制輪詢距離也需求定時器，其會消耗附加電流。比較而言，在具有間斷情況下，CPU 可以在整個過程中堅持睡覺狀況，只有按下按鈕時才激活。
----在選擇低功耗mcu 時，還需求考慮外設(shè)功耗與電源處理。某些超低功耗mcu 僅僅是規(guī)劃時不具有低利率功用的舊架構(gòu)的改進版別。而有些 mcu 在規(guī)劃時即具有低功耗特性，并在其外設(shè)中內(nèi)置了低功耗功用。一種特性是在需求時單獨發(fā)起或關(guān)閉外設(shè)的才干，換言之，更重要的是自動發(fā)起或關(guān)閉外設(shè)的才干。 A/D 轉(zhuǎn)化器便是一個比如，其在完結(jié)一次轉(zhuǎn)化后可以自動關(guān)閉。別的，某些 mcu 正在引入直接存儲器存取功用，其可以在無需 CPU 干涉情況下自動處理數(shù)據(jù)。
----大多 mcu 具有集成的掉電保護功用，當電源低于正常操作規(guī)模時其可以復位 mcu。一般會供應發(fā)起或關(guān)閉掉電保護以節(jié)約功耗的功用，可是有必要在整個過程中都使掉電保護功用置于可用狀況，因為掉電是不可猜測的。某些 mcu 需求70uA 的電流來完結(jié)掉電保護。在只需求 45uA 均勻電流的運用實例中很明顯可以不考慮這些 mcu。
----在選擇低功耗 mcu 期間有時會忽視漏電流，可是，在最苛刻的低功耗運用中則有必要考慮到漏電流。大多改進后的低功耗 mcu 都具有 1uA 的限制輸入漏電流。在 20 輸入器件中，它或許會消耗 20uA！針對低功耗規(guī)劃的最新 mcu 具有最高50nA 的漏電流。
----終究，我們常常會誤解 mcu 處理功率。我們一般會認為 16 位 mcu 需求兩倍于 8 位 mcu 的內(nèi)存，可是一個 16 位架構(gòu)實際上需求比 8 位架構(gòu)要少一些的代碼，而 16 位 mcu 一般會更快速地執(zhí)行任務(wù)。例如，8 位 mcu芯片 需求 CPU 開支來處理具有 10 位 A/D 轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)或需求 16 位核算的運用中的數(shù)據(jù)。而且當今許多mcu 產(chǎn)品都具有單個作業(yè)文件或累加器，其數(shù)據(jù)有必要進行傳輸，以便處理，因而，與依據(jù)寄存器的架構(gòu)比較需求額外的 CPU 開支。表 1 闡明在 16 位現(xiàn)代架構(gòu)與8 位 8051 架構(gòu)上傳輸 10 位 A/D 數(shù)據(jù)的指令。在選用 1Mhz 時鐘情況下，16 位器件需求 6us 進行傳輸，而 8 位器件則需求 24us。16 位 mcu8 位 mcumov.w &ADC10MEM，&RAMmovf ADRESH，W movwf RAML bsf 0x20 movlf ADCHRESL，W bcf 0x20 movwf RAMH ----表 1：16 位與 8 位 mcu 代碼要求
----選擇低功率 mcu 是一項耗時、棘手的作業(yè)。假設(shè)花費一些時間來了解可用產(chǎn)品選項的架構(gòu)特性，我們就可以開宣布能滿意最苛刻功率預算的規(guī)劃。
