在现实世界中,Power（权力）就意味着金钱－越大越好;而对于µC外围器件来说则正好相反。随着消费市场的不断发展,终端应用产品的体积不断缩小,Power（功率）越小越好。便携性和低功耗成为最优先考虑的事情,并促成处理器内核电压降至1.8v的行业动向,也就不足为奇了。尽管与3.3v和5v型号相比,这些低功耗器件消耗的能量确实要低得多,但是低功耗处理器并非都一样。设计出色的低功耗应用需要同时考虑终端应用的需求和各种可用的µC特性。
设计人员可能会提出以下问题：是否能够重新充电？尺寸能够做到多小？典型的工作时间是多少？速度必须多快？要连接哪种类型的外围器件？这些答案将最终为确立设计标准和功率要求积累原始资料。
图1：典型µC环境中的器件
处理功率首先应该考虑CPU的处理功率,一般来说,CPU是功耗最高的外围器件。处理器全速运行时,耗电量非常大,因此CPU处于待机或关闭状态的时间越多,电池寿命越长。例如,4位处理器比32位处理器的功率消耗低;而处于休眠或停机状态的任何位数的处理器均比工作中的处理器的功耗要低。因此,如果32位处理器执行功能所耗的时间仅为4位处理器的1/10,那么,它在整个系统生命周期内要少消耗9/10的功率。因此,大多数制造商建议以较高的频率运行CPU,迅速完成任务,并立即返回到功耗最低的休眠状态。总之,在选择处理器速度时,要考虑能够迅速处理预期工作量并尽可能长时间地处于休眠状态。
其次应考虑大多数便携式应用的中断服务例程(ISR)。ISR会定期唤醒处理器执行预排程序的或用户启动的任务,然后让处理器返回到休眠状态。进入和退出ISR所用的CPU时钟周期越少越好。事实上,许多ISR（例如端口I/O）有多个标志,这些标志可能会触发同一中断。采用程序计数器相对寻址方式的处理器会大大缩短识别和处理适当中断源所需的必要周期－尤其是在键盘扫描应用中。如果ISR编写得好,通过限制唤醒CPU、执行任务和返回休眠状态所需的程序分支,可以确保处理时间最短。采用中断向量表的处理器中,程序计数器加载ISR地址,这种处理器有助于减少额外的程序分支,并降低功耗。自动上下文保存以及算术逻辑单元(ALU)标志和功率模式的恢复功能也可以促进节能。
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