PDF《AN4746 应用笔记》

26 图16. ULPBench? 得分与峰值电流测量结果的关系

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1 [English Rev 1] 5/30 AN4746 低功耗应用简介

29 1 低功耗应用简介 在关注电池寿命的应用中,必须优化系统,以在最小功耗下提供最大性能和反应性. 这类应用通常包括两个不同阶段: ? PROCESS 阶段,其中,在规定时间间隔 (RTC)或外部事件 (GPIO,中断 ……) 下,需要处理一些传感器或无线电信息. ? INACTIVE 阶段,其中,系统处于睡眠,并等待 RTC 或GPIO 唤醒. 图1. 应用简介 1.1 要考虑的关键参数 两个阶段具有不同的性能标准 (除了功耗以外) : ? PROCESS 阶段要求在给定时间帧内执行一定数量的指令. ? INACTIVE 阶段要求能保持一定的最少内容 (数据 RAM 保持)和唤醒能力 (外设, GPIO, RTC……) ,同时使功耗尽可能低. 而且,两个阶段之间的转换须支持不同的约束条件: ? 睡眠到运行的转换要求在转换时具有快速唤醒时间且峰值电流 (也称为浪涌电流)最小,以便能够设置外部电源. ? 运行到睡眠的转换不太关心其时间,但需要进行优化以节约能源. 06Y9 ?? ?? 7SHULRG 低功耗应用简介 AN4746 6/30 DocID028138 Rev

1 [English Rev 1] 当面临这样突发型操作时,需要考虑四个参数: ? 平均功耗.该参数 (Pavg,以?W 表示)决定了电池大小,以支持所预期的自主性. ? 最大峰值电流.该参数 (Ipeak,以?A 表示)决定了可用的电池类型,以及需添加到板 上的外部元件的数量和尺寸 (去耦电容) . ? PROCESS 阶段的处理性能.该参数以 DMIPS 表示,它与 CPU 频率 (Freq)成比例. ? 反应时间.它是唤醒信号源激活和第一条指令执行之间的时间,通常在中断服务程序 (ISR)内、上下文被恢复后 (Power,数据空间上下文,时钟 ……) . 1.2 ULPBench? 说明 EEMBC ULPBench? 基准非常适合用来评估超低功耗性能.它是一种标准化测试,支持任 何8位、

16 位和

32 位微控制器的特性. 至今,只有 CoreProfile 已经标准化.它支持对下列资源的能效进行评估: ? CPU, RAM 和闪存 ? RTC 定时器和唤醒机制 ?

32 kHz LSE ? 电源管理电路 PROCESS 阶段中, EEMBC ULPBench? CoreProfile 实现: ? 数据数组操作,包括置换和排序 ? 利用

8 位和

16 位数学计算进行简单滤波 ? 简单状态机 ? 简化的 RTOS,称为 TES,能够测试实时事件. 用来比较不同的微控制器时, ULPBench? 结果以得分表示,它由平均功耗 (以?W 表示) 除以

1000 得到. 其中 Avg_current (?A)是电流消耗 IDD ,在VDD = 3.0 V 时测得. 更多关于 ULPBench? 的信息,请浏览 http://www.eembc.org. 本应用笔记中,无论代码大小,都从闪存运行. Score

1000 Avg_current 3.0 V * - = DocID028138 Rev

1 [English Rev 1] 7/30 AN4746 STM32L4 系列产品低功耗特性

29 2 STM32L4 系列产品低功耗特性 2.1 多种低功耗模式 STM32L4 系列的微控制器可实现多种不同的功耗模式,其中

7 种是低功耗的. 除了这些模式,通过选择不同的时钟源和频率,以及关闭不用的外设的时钟,可调节功耗. 在所有这些方法中,除了关机之外,安全功率监测欠压复位 (BOR)和IWDG 可保持激活, 以保证能够安全运行. AN4621 中提供了更多详细内容. 2.1.1 低功耗运行和低功耗睡眠模式 除了那些能在 STM32Fx 系列产品上实现的模式 (睡眠,停止和待机)外,有两种低功耗活 动模式可在 STM32L4 系列产品上使用,它们是低功耗运行和低功耗睡眠. 它们为应用提供了具有极低电流消耗的运行和睡眠模式功能,这种情形下一些外设不能关 闭,或者 CPU 持续低速工作以使电流变化最小. 已经实现了多种功能来降低电流消耗: ? 内核逻辑由低功耗稳压器供电,以降低静态电流;