1、低功耗嵌入式系統的設計考量：設計實例及功耗性能權衡在本系列文章的(第1部分)中，我們研究了創建低功耗系統的普通設計考量。這一部分，我們不僅將探討低功耗應用的實例、低功耗與系統性能之間的權衡取舍，而且還將提供用法第1部分所述技巧的低功耗系統設計實例。低功耗應用1. 超低功耗遠程應用 這類系統的要求包括能夠在一天的大部分時光里保持睡眠狀態。該系統需要在用戶輸入時喚醒，執行某些任務（比如發送一些指令）后，再進入睡眠狀態。最大限度縮短所用時光可最大限度延伸電池用法壽命。2. 心率監視器 這類系統的要求包括能夠定期自動喚醒cpu。時光間隔取決于該設備的工作狀態，比如是否銜接至人體。假如綁縛在人體上，它將

2、以較短時光間隔讀取心率。假如沒有，它將在較長時光間隔內喚醒，檢查是否綁縛到人體上，是否需要轉變其工作狀態。3. 無線傳感系統 這類系統的要求包括能夠持續監控系統環境并發送數據到中心系統以進一步處理和分析數據。該系統應當能夠在與中心系統互動和通信期間最大限度降低電源損耗。4. 機械按鈕替換（mbr） mbr可用于采納式觸摸按鈕替換機械按鈕。該系統必需每隔50100ms對觸摸按鈕舉行一次采樣，然后進入睡眠模式以節約電源。低功耗與性能的權衡大多數低功耗系統都可節約電源。正如本系列文章第1部分所研究的那樣，我們可通過讓系統在較低時鐘速率下運行來降低動態功耗。但這種變幻會降低系統響應輸入的能力。對于一些

3、應用而言，這一時光間隔有時會造成危急。為彌補這一時光間隔，應先確定它可以接受多長的響應延時，然后再設置系統時鐘，以確保實際時延不高于所需值。這樣可以以功耗為代價，充實系統響應性。低功耗系統設計的實例在本節中，我們將研究如何用法提供的p流程及其低功耗模式設計低功耗雙工通信系統。該系統的基本功能是遙控其它設備。本實例將演示低功耗鈕扣電池供電（用法 4構建）的發送器以及低功耗低成本2.4ghz。無線發送器不僅可用法鈕扣電池工作，而且還可觸發接收器的電源狀態（鎖定/打開）。在按下開關頭兩秒鐘時，它會顯示狀態，然后在2秒鐘超時之后用反狀態發送回顯信息給接收器。假如接收器發回確認信號，隨后它就會更新閃存（

4、用作eeprom）中的狀態。這里開發的系統功耗很低，系統工作時光只受電池儲存壽命限制，與系統功耗無關。下面我們將介紹該系統發送器部分的設計發送器：該模塊發送鎖定狀態至接收端，等待響應，以用法新狀態更新閃存。在囫圇系統未用法時，它會保持在“關斷”狀態。當用戶按下發送器上的開關時，囫圇系統的電源就會打開。系統初始化后，psoc 4會讀取自己的閃存行，獲得當前的鎖定狀態，然后用該鎖定狀態更新該段。接下來2秒鐘后，cpu會配置定時器，喚醒系統，然后再進入深度睡眠低功耗模式。2秒鐘的深度睡眠時光可用來為終于用戶提供兩種特性：1. 濾除用戶誤按按鈕操作。假如用戶在系統喚醒前釋敞開關（2秒鐘），系統會在不轉

5、變當前狀態的狀況下返回低功耗模式。這種延遲可用作一種特性，允許用戶在不觸發狀態的狀況下檢查當前狀態。為此，用戶可以短暫地按下開關，在屏幕上浮現之前狀態后將其釋放。賽普拉斯提供經預先測試、生產就緒的易用型應用編程接口（api）來簡化對psoc的編程。但在調用api時，需要多個時鐘周期在協議棧中存儲當前狀態，隨后執行api，最后再退出api。假如要降低功耗，每一個時鐘轉換都得考慮。要削減時鐘轉換數量，需要挺直寫入寄存器，而不是調用api來完成。此外，賽普拉斯還可為您提供容易易使的宏指令，以完成寄存器寫入。spi_tx_fifo_wr_reg = write | rx_addr_p0；spi_tx_

6、fifo_wr_reg = 0x12；spi_tx_fifo_wr_reg = 0x34；spi_tx_fifo_wr_reg = 0x56；spi_tx_fifo_wr_reg = 0x78；spi_tx_fifo_wr_reg = 0x9a；wfi；spi_tx_fifo_wr_reg = activate；spi_tx_fifo_wr_reg = 0x73；wfi；在該代碼中，沒有用法隨psoc創建器提供的“spi_spiuartwritetxdata”，挺直更新scb fifo發送數據。在加載具有所需值的fifo后，調用“wfi”裝配函數使psoc 4進入睡眠模式。當spi發送完fif

7、o中存儲的所有數據后，它可生成一個中斷來喚醒psoc 4，并重復這個過程。與lcd顯示屏相像，psoc創建器提供用于簡化編程的api。要優化系統實現低功耗，這些api可采納所需的寄存器寫入代替。用法這些寄存器寫入可削減系統周期數，從而可降低功耗：cy_set_reg32(cyreg_lcd_data02, 0x10000000)；cy_set_reg32(cyreg_lcd_data03, 0x10000011)；電池用法壽命：由于我們知道q = cv (i)這里c = 2200 x 10-6 f x 4 = 8800 x 10-6, v = 3 vq = 8800 x 10-6 x 3 =

8、26.4 mc發送器可從所有彌漫電的大容量發送回顯信息50次。系統在達到1.65v時開頭工作。因此系統用法的電荷量為：qused = 8800 x 10-6 x (3 1.65) = 11.88 mc (ii)qper ping = qused發送回顯信息的次數= 11.88 mc / 50 = 236 c (iii)標準鈕扣電池的額定容量為200mahr。因為我們知道q = i x t因此qbatt = 200 x 10-3 x 1hr = 200 x 10-3 x 3600s = 720 c因為存在各種物理限制，因此我們永久也無法徹低用法電池的能量。如果我們能夠用法電池所存儲總能量的50%。那么qbatt-available = 720 x 0.5 = 360 c電池能夠支持的發送回顯信息次數為 = qbatt-available / qper ping = 360 / (236 x 10-6) = 1.525 x 1