黃浦超低功耗MCU批發(fā)
發(fā)布時間：2023-12-18 01:44:49
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按鈕或鍵盤應用可以證明外部中斷的優(yōu)勢。如果不具備中斷功能，MCU必須頻繁輪詢鍵盤或按鈕，以確定其是否被按下。不僅輪詢自身會消耗功率，而且控制輪詢間隔也需要定時器，其會消耗附加電流。相比而言，在具備中斷情況下，CPU 可以在整個過程中保持睡眠狀態(tài)，只有按下按鈕時才激活。 在選擇低功率 MCU時，還需要考慮外設功耗與電源管理。某些低功率 MCU僅僅是設計時不具備低利率功能的舊架構(gòu)的改進版本。而有些 MCU在設計時即具備低功耗特性，并在其外設中內(nèi)置了低功耗功能。一種特性是在需要時單獨啟動或關閉外設的能力，換言之，更重要的是自動啟動或關閉外設的能力。A/D 轉(zhuǎn)換器就是一個例子，其在完成一次轉(zhuǎn)換后可以自動關閉。另外，某些 MCU 正在引入直接存儲器存取功能，其可以在無需 CPU 干預情況下自動處理數(shù)據(jù)。 最后，我們常常會誤解 mcu 處理效率。大家通常會認為 16 位 MCU需要兩倍于 8 位 MCU的內(nèi)存，但是一個 16 位架構(gòu)實際上需要比 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。例如，8 位 MCU 需要 CPU 開銷來管理具有 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)或需要 16 位計算的應用中的數(shù)據(jù)。而且當今許多MCU 產(chǎn)品都具有單個工作文件或累加器，其數(shù)據(jù)必須進行傳輸，以便處理，因此，與基于寄存器的架構(gòu)相比需要額外的 CPU 開銷。表 1 說明在 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。在采用 1Mhz 時鐘情況下，16 位器件需要 6us 進行傳輸，而 8 位器件則需要 24us。 選擇低功率 MCU是一項耗時、棘手的工作。如果花費一些時間來了解可用產(chǎn)品選項的架構(gòu)特性，我們就能夠開發(fā)出能滿足最苛刻功率預算的設計。
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功耗MCU的選擇方法 嵌入式微控制器 （MCU）的功耗在當今電池供電應用中正變得越來越舉足輕重。大多MCU 芯片廠商都提供低功耗低功耗產(chǎn)品，但是選擇一款適合您自己應用的產(chǎn)品并非易事，并不像對比數(shù)據(jù)表前面的數(shù)據(jù)那么簡單。我們必須詳細對比 MCU 功能，以便找到功耗低的產(chǎn)品，這些功能包括：斷電模式、定時系統(tǒng)、事件驅(qū)動功能、片上外設、掉電檢測與保護、漏電流、處理效率。 在低功耗設計中，平均電流消耗往往決定電池壽命。例如，如果某個應用采用額定電流為 400mAh 的 Eveready 高電量 9V 1222 型電池的話，要提供一年的電池壽命其平均電流消耗必須低于 400mAh/8760h，即45.7u。 在使 MCU 能夠達到電流預算的所有功能中，斷電模式重要。低功耗 MCU具有可提供不同級別功能的斷電模式。例如，TI 超低功耗 MCU ?MSP430 系列產(chǎn)品可以提供 5 種斷電模式。低功耗模式 0 （LPM0） 會關閉 CPU，但是保持其他功能正常運轉(zhuǎn)。LPM1 與 LPM2 模式在禁用功能列表中增加了各種時鐘功能。LPM3 是常用的低功耗模式，只保持低頻率時鐘振蕩器以及采用該時鐘的外設運行。LPM3 通常稱為實時時鐘模式，因為它允許定時器采用低功耗 32768Hz 時鐘源運行，電流消耗低于 1uA，同時還可定期激活系統(tǒng)。LPM4 完全關閉器件上的包括 RAM 存儲在內(nèi)的所有功能，電流消耗僅 100 毫微安。
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防止投入大量精力和財力開發(fā)的新技術(shù)的研發(fā)成果被復制，在開發(fā)階段就需要采取加密保護措施。武漢瑞納捷是一家專業(yè)從事加密芯片和安全芯片研發(fā)設計的芯片公司，設計了一種針對主控為FPGA 的加密方案。 ? ?瑞納捷電子提供一個基于Verilog 的算法模塊和一顆IIC 接口的邏輯加密芯片RJGT102，算法模塊作為FPGA 代碼工程的子模塊、與其他代碼一起進行整體的編譯生成可執(zhí)行文件下載， RJGT102芯片通過IIC 接口與FPGA進行通信。 1. 工作流程 1、開發(fā)階段移植關鍵參數(shù)數(shù)據(jù)。 2、在使用過程中，首先進行雙向身份認證。 3、認證通過，密文讀回數(shù)據(jù)參數(shù)。解密后還原重要參數(shù)，應用到程序代碼的下一步運行中。
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在使 MCU 能夠達到電流預算的所有功能中，斷電模式重要。低功耗 MCU具有可提供不同級別功能的斷電模式。例如，TI 超低功耗 MCU MSP430 系列產(chǎn)品可以提供 5 種斷電模式。低功耗模式 0 （LPM0） 會關閉 CPU，但是保持其他功能正常運轉(zhuǎn)。LPM1 與 LPM2 模式在禁用功能列表中增加了各種時鐘功能。LPM3 是常用的低功耗模式，只保持低頻率時鐘振蕩器以及采用該時鐘的外設運行。LPM3 通常稱為實時時鐘模式，因為它允許定時器采用低功耗 32768Hz 時鐘源運行，電流消耗低于 1uA，同時還可定期激活系統(tǒng)。LPM4 完全關閉器件上的包括 RAM 存儲在內(nèi)的所有功能，電流消耗僅 100 毫微安。 時鐘系統(tǒng)是MCU功耗的關鍵。應用可以每秒多次或幾百次進入與退出各種低功耗模式。進入或退出低功耗模式以及快速處理數(shù)據(jù)的功能極為重要，因為 CPU會在等待時鐘穩(wěn)定下來期間浪費電流。大多低功耗 mcu 都具有“即時啟動”時鐘，其可以在不到 10～20us 時間內(nèi)為 CPU 準備就緒。但是，重要的是要明白哪些時鐘是即時啟動、哪些非即時啟動的。某些 MCU 具有雙級時鐘激活功能，該功能在高頻時鐘穩(wěn)定化過程中提供一個低頻時鐘（通常為32768Hz），其可以達到 1 毫秒。CPU 在大約 15us 時間內(nèi)正常運行，但是運行頻率較低，效率也較低。如果 CPU 只需要執(zhí)行數(shù)量較少的指令的話，如：25 條，其需要 763us。CPU 低頻比高頻時消耗更少的電流，但是并不足于彌補處理時間的差異。相比而言，某些 MCU 在 6 微秒時間內(nèi)就可以為 CPU 提供高速時鐘，處理相同的 25 條指令僅需要大約 9us（6us 激活＋25 條指令′0.125us指令速率），而且可以實現(xiàn)即時啟動的高速串行通信。
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非接觸式紅外額溫計是一種利用現(xiàn)代傳感器測量技術(shù)、微電子技術(shù)等技術(shù)手段對被測對象進行溫度測量的新型儀器。當紅外額溫計對準并靠近被測對象至數(shù)字接近式傳感器檢測的有效距離時，按下電源/測量鍵，并保持若干秒，則紅外額溫計內(nèi)部的紅外傳感器模塊就會進行溫度采集，并轉(zhuǎn)化為電信號，隨之將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，而后通過通信接口傳輸?shù)絾纹瑱C。單片機通過數(shù)字溫度傳感器采集當前環(huán)境溫度對傳輸?shù)臏囟葦?shù)字信號進行相應溫度補償處理，并把修正后的溫度作為當前記錄編號存儲，同時判斷該溫度所處的LCD背光范圍，從而進行相應的背光顯示：（35.0-37.4℃）體溫正常綠色背光、（37.5-37.9℃）體溫偏高黃色背光、（38-42.9℃）體溫超高紅色背光，若體溫異常同時還會進行“嘀嘀嘀嘀嘀”報警，語音播報當前溫度。當超過30 秒不使用，自動進入低功耗模式省電。