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无线可穿戴产品致胜设计六大策略

上网日期: 2015年09月15日 ?? 作者: Mendy Ouzillou ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:可穿戴? 电池? 天线? 微控制器?

丰富的高能效外设

开发一个在各种操作模式下都尽可能减少能耗的可穿戴设备需要仔细审查MCU的各个运行方面。虽然我们已经讨论了外设的自主操作,但我们还需要进一步讨论外设本身的低功耗需求。如果外设本身功耗极大或者如果时钟在非必要情况下使能,那么自主操作起到的作用也会非常小。

就外设本身而言,时钟管理单元对于MCU或者WMCU整体功耗起着重要作用。时钟管理单元可以对多种时钟和振荡器进行单独控制,并且基于操作所采用的功耗模式和使能的外设进行最优化时钟选择。使用低能耗振荡器结合灵活的时钟控制方案,能够尽可能的最小化应用中的功耗。高能效的时钟管理单元包括低电流振荡器、低启动时间、动态系统时钟分频、时钟门控、以及用于32kHz外设模块和时钟预分频器。

低能耗自治UART的有效性对于获得超低系统功耗也是同等重要的,尤其是在深度睡眠(EM2)模式,这时大多数其他外设与CPU都处于关闭状态。UART应该包括必要的硬件支持来最小化异步串行通信中的软件干预。通过使用32.768 kHz时钟源,低能耗的UART可支持高达9600 baud/s,并且当完成UART帧接收后,可以快速唤醒CPU。

当设备的大部分部件处于断电状态时,低能耗定时器能够被用于定时和输出,因此允许在执行简单任务的同时保持系统功耗绝对最小值。如果适当配置,这种定时器能够提供高达16kHz频率(32kHz振荡器频率的一半)的无差错波形。

对于MCU或者WMCU中的模拟资源,例如ADC、DAC、LCD控制器、模拟比较器和其他外设,应当仔细分析它们的功耗和灵活性。例如,12位1Msps ADC在全速时可消耗350μA,但是并非所有应用都需要运行在这种速率下。在仅需要6位、1ksps的应用中,这时ADC仅消耗0.5uA,功耗显著减少了。LCD控制器应当能够在没有任何CPU干预下运行定制动画,并且仅仅是更新数据时才唤醒CPU。

加密占用非常大的片上资源,且显著消耗电池电量。最低成本的8位MCU通常需要把安全逻辑作为运行时代码来执行,而32位MCU最可能包括一个AES加速器。当硬件AES加速器可用时,它应当有能力在无需CPU参与下自主运行,并且应当包括支持自治密码模式的DMA以最小化电池消耗。

第4页:RF集成


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