本文摘要：第一部分硅芯片自由选择 概述 设计低能耗系统时，我们必须注目一些非传统因素，这些因素牵涉到范围从硅芯片生产工艺技术，到基于单片机的嵌入式平台上所运营的软件。通过对系统层面的深入分析，本文辩论要求MCU能效的三个关键参数：工作模式功耗、待机模式功耗和频率（他要求各种状态时所闲置的时间比率，由软件自身来要求）。 低能耗待机状态使MCU看起来具备超高能效，但事实是，只有考虑到了掌控工作模式功耗的所有因素后才能要求MCU的能效状况。

第一部分硅芯片自由选择　　概述　　设计低能耗系统时，我们必须注目一些非传统因素，这些因素牵涉到范围从硅芯片生产工艺技术，到基于单片机的嵌入式平台上所运营的软件。通过对系统层面的深入分析，本文辩论要求MCU能效的三个关键参数：工作模式功耗、待机模式功耗和频率（他要求各种状态时所闲置的时间比率，由软件自身来要求）。　　低能耗待机状态使MCU看起来具备超高能效，但事实是，只有考虑到了掌控工作模式功耗的所有因素后才能要求MCU的能效状况。

总之，对于处理工艺、IC架构和软件结构自由选择的权衡是十分错综复杂的决定因素，有时不会经常出现意想不到的结果。此外，单片机上功能模块结合的方式对整体能耗加以动态影响。

即使对硬件构建看起来小而严重的转变，都可能会导致系统运营周期中整体能耗的大幅度波动。　　低能耗应用于　　荐几个应用于示例。测量和报警系统一般来说由单电池供电，并具备大约10年的生命周期。在传感器加载操作者上（在产品生命周期中有可能再次发生几亿次），小小的电流消耗快速增长就可能会造成产品的实际使用寿命增加几年。

而一个非常简单的烟雾报警器，须要每秒检测一次空中烟雾粒子否不存在，在其生命周期中即将继续执行3.15亿次加载操作者。　　非常简单烟雾报警器的工作比例或频率是非常较低的。每次传感器加载操作者有可能花费时间不多达几百微秒，而大部分时间都消耗在其他方面，还包括：校准和打算过程，单片机苏醒模数转换器（ADC）和其他感应器仿真器件，并等候其超过稳定状态点的时间。

在这种情况下，工作周期有可能造成设计中的非活动状态时间约占到总时间的99.98％。　　传统的烟雾报警器比较简单。我们来看一个更加简单的RF设计，此设计中，数据结果通过传感器网状网络传输到主机应用于中。

传感器必须监听主节点的工作状态，由此他可以发信号指出自己依然在网状网络中，或者为路由器获取当前所捕捉信息。额外的工作不一定会影响整个频率，忽略，在活动周期中，用于更加高性能的装置还可以继续执行更加多功能，因为高性能装置提升了处理速度（可通过用于更加先进设备的架构和半导体技术构建），与运营更加多周期的较慢装置比起，较慢装置不具备更高能效。　　设计关键在于解读工艺技术、MCU架构和软件构建之间的相互作用。　　第一部分：硅芯片自由选择　　CMOS能耗产于　　完全所有的MCU都通过CMOS技术构建。

任何工作逻辑电路的功耗可由公式CV2f要求，其中：C代表装置中开关电路路径上的总电容，V代表供电电压，f代表操作者频率。参看图1，电压和电容是生产工艺技术涉及的因子。

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