【经验】电子标签产品低功耗设计在软件上的注意事项

时间： 2019-07-19 来源：世强作者：风起云扬

技术问答

最近有个客户，将做好的成品，放在了仓库，本来计划使用6个月的电池，结果，有的产品，两周后电池就耗尽了，这是怎么回事呢？

图1：电子标签实物照片

我们现场支持了该户。经现场查看，他们选用了SILICON LABS的EFM8SBxx+无线RF芯片做一个电子标签产品。该产品大部分时间是处在休眠状态下，周期性唤醒，检查自身状态，并上报状态及自身ID。现在遇到的问题是，原计划使用6个月的纽扣电池，结果，有的产品，存储两周后电池电量就耗尽了，这是怎么回事呢？电量都去哪儿了？

为弄清真相，现场检查了客户的硬件。器件主体结构如上文所说，选用Silicon Labs的EFM8SBxx+无线RF芯片，都属于低功耗系列，正常；检查电路原理图，正常；检查其它器件参数选择，正常；检查PCB及焊接灯，正常。

为了彻底排除硬件因素，现场还做了"终极"测试，正常工作时，电流仅1.3mA，全休眠时，仅2.2Ua，硬件表现可谓优秀。

图2：工作模式与功耗

排查了硬件，再查软件。客户整体软件实现是，标签大部分处于休眠状态，其间会周期唤醒，检查自身状态，并上报状态及自身ID。整体软件架构无问题，但在检查软件中发现，客户代码中，多处使用了while（"条件"）{"执行体"；}的语句，根据现场沟通，其中的"条件"很可能是会因异常持续为"真"（即1），如此，代码将长期循环执行"执行体"，标签将无法进入休眠状态、持续在工作中！因此，导致电量很快耗尽。

针对以上问题，现场给出的处理措施是，修改进入休眠操作流程，严格按照原厂的推荐的代码来写。对于while语句，为了防止条件异常、一直使代码在while语句中循环，里面加了时间的条件：

while（"条件"&&"时间长度"）

｛"执行体"；"时间计时刷新"。｝

即，如果时间到了，即使"条件"还是真，也会让代码退出"死循环"。

在客户代码中还发现，在唤醒后工作时，系统时钟是设为1M，客户主观认为，系统时钟低，MCU功耗就低。而事实上，如果系统时钟低，干相同的任务时间就会长，总功耗反而会高，因此，现场将唤醒后工作时间调为24.5Mhz，如此，综合功耗会更低。

最后，为了防止客户代码跑飞、或异常，还将客户的代码中，加入了看门狗代码，彻底杜绝代码持续异常而不进入休眠状态。

综上述，在低功耗设计中，硬件设计固然重要，但在软件设计中，也有影响功耗的因素。比如前文提到的While的异常，系统时钟的选择，等等。因此，为了实现低功耗，软件因素也务必要考虑进去。

针对低功耗设计，你有遇到什么过问题吗？或者你是否有好的建议？欢迎留言讨论。如果该文章对你有作用，也欢迎收藏、点赞、或留言鼓励，谢谢！

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（0）

暂无评论

【经验】低功耗微控制器EFM8SB系列在bootloader应用过程中常见问题分析

Silicon Labs推出的EFM8SB系列在出厂时带有引导加载程序，可以在生产环境中对设备进行编程，无需使用PCB接入点和调试适配器等调试接口。可以向现场设备发出更新，而无需最终用户访问调试引脚。本文针对在设计应用过程中常见的问题进行分析。

设计经验发布时间 : 2019-01-20

【经验】超低功耗微控制器EFM32LG232 在3 V深度睡眠模式下低功耗设计注意事项

Silicon Labs推出的EFM32LG232芯片被定义为一款超低功耗微控制器，适合应用在电能计量、水表、智能计量、警报和安全系统、工业和家庭自动化等领域。本文介绍了在EFM32LG232低功耗设计中一些存在的问题和注意事项。

设计经验发布时间 : 2019-12-12

【经验】降低EFM32系列CSP封装32位微控制器光照影响的方法

Silicon Labs EFM32WG360F256-A-CSP81是一款采用CSP的节能型微控制器，尺寸约为4.3 mm，本文简述该器件如何降低光照对EFM32系列的影响

设计经验发布时间 : 2019-02-24

Silicon Labs（芯科科技）产品选型指南

目录- 8-bit Microcontrollers 32-bit Microcontrollers High-performance analog products wireless ICs, SoCs and modules Sensors Interface chip Timing products Isolation products Audio products Video products Voice products Data products Development Tools

型号- C8051T604-GS,SI8420AD-A-IS,WF111,SI7007-A20-IM1,SI8035AA-B-IU,C8051T604-GM,C8051F813-GU,SI8642ET-IS,C8051F541-AM,SL16020DC,C8051F813-GM,C8051F587-AM,C8051F044,SI2434,SI4613,C8051F043,SI4614,C8051F046,C8051F045,C8051F587-AQ,SI2435,C8051F047,C8051F541-AQ,TS3001,TS3002,SI2439,TS3003,SI8712CC-B-IP,TS3004,C8051F060,C8051F531-C-IM,TS3006,C8051F062,SI8710AD-B-IS,C8051F061,SI8712CC-B-IS,C8051F064,C8051F063,EFM32LG230FX - QFN64,EZR32WG230F64R69G,EFM32WG880FX - QFP100,EFM32WG980FX - QFP100,SI8233BB-C-IS1,C8051F531-C-IT,SI51210,SI8635BD-B-IS,C8051F975-A-GM,SI8230BB-B-IS1,SI8232BB-B-IS,C8051F394-A-GM,SI4624,C8051T616-GM,SI4622,SI8635BT-IS,C8051F573-IM,SI4629,C8051F530-C-AM,SI8920BD-IS,C8051F530-C-AT,C8051F801-GM,C8051F711-GQ,C8051F585-IM,SI21802,C8051F585-IQ,EFM32LG390FX - BGA112,SI8605AC-B-IS1,C8051F370-A-GM,EFM8BB10F2G-A-QFN20,C8051F066,C8051F065,C8051F067,SI2457,SI3452B-B02-GM,SI88243ED-IS,C8051F801-GU,C8051F506-AQ,SI7005-B-GM1,SI2167-C,SI21682-C,SI7022-A20-IM,SI8642AB-B-IS,SI8650ED-B-IS,SI2167-B,SI8719BC-A-IP,TSM9118,SI8631AB-B-IS,TSM9117,SI8234AB-C-IS,TSM9119,SI8234AB-C-IM,EFM32WG390FX - BGA112,SI8620AB-B-IS,SI8719BC-A-IS,SI8631EC-B-IS1,C8051F565-AM,EZR32WG330F64R55G,SI8235AB-C-IS1,C8051F835-GS,SI1132,SI3500-A-GM,TS1102-100,C8051F506-AM,C8051F565-AQ,SL2309NZ,SI8065AA-B-IU,EZR32LG230F64R60G,C8051F551-AM,EZR32LG230F128R60G,EFM32LG980FX - QFP100,SI8640AB-B-IS1,SI8600AD-B-IS,SI8710BC-B-IP,SI8710BC-B-IS,C8051F007,EFM32LG290FX - BGA112,SI8712BD-B-IM,EFM32GG295FX - BGA120,C8051F38C-GQ,SI8244BB-C-IS1,C8051F000,C8051F002,C8051F38C-GM,C8051F001,SI8620EC-B-IS,TS1005,TS1004,C8051F006,TS1003,C8051F005,TS1002,TS1001,C8051F963-B-GM,C8051F504-AQ,EFM8SB10F4G-A-QFN20,C8051F823-GS,EZR32LG230F128R61G,C8051F020,EFM32TG822FX - QFP48,SI8650BC-B-IS1,C8051F388-GQ,EFM32G200FX - QFN32,C8051F537-C-AM,C8051F563-IM,C8051F019,EZR32WG330F256R55G,C8051F018,C8051F563-IQ,C8051F011,SI2401,SI4822,C8051F010,EFM32TG222FX - QFP48,EFM32TG210FX - QFN32,SI4820,C8051F012,C8051F015,SI4826,SI2404,SI4827,C8051F017,SI4824,C8051F016,C8051F504-AM,SI4825,EFM32WG232FX - QFP64,C8051T602-GS,C8051T327-GM,C8051T602-GM,BGM111,EZR32WG330F128R68G,C8051F863-C-GS,SI88244ED-IS,C8051F811-GS,C8051F589-AM,SI8421BD-B-IS,C8051F537-C-AT,EFM32GG395FX - BGA120,C8051F531-C-AT,C8051F854-C-GM,C8051F022,C8051F021,SI4831,C8051F023,SI2415,C8051F854-C-GU,SI4835,SI2417,SI4836,EFM32WG290FX - BGA112,SI2169-C,TS1101-100,SI8455BA-B-IU,C8051F040,C8051F042,C8051F041,EZR32WG330F128R69G,SI8232AB-B-IS1,C8051F344-GQ,SI8662EC-B-IS1,SI4840,SI8452AA-B-IS1,C8051F701-GQ,SI4844,C8051F502-IM,C8051F575-IM,SI88622ED-IS,C8051F502-IQ,CP2201,CP2200,EFM32LG942FX - QFP64,SI8641BB-B-IS,EFM32GG942FX - QFP64,SI8655BB-B-IS1,SI8400AB-B-IS,SI8030AA-B-IU,C8051F587-IM,C8051F206,C8051F587-IQ,EFM32TG840FX - QFN64,SI8460AA-B-IS1,C8051F500-IQ,EZR32WG230F64R61G,C8051F546-IM,C8051F500-IM,EZR32WG330F128R67G,SI8660AB-B-IS1,C8051F827-GS,C8051F988-GU,SI52142,SI52143,SI7050,SI52144,SI7055,SI7054,SI7053,C8051F567-AQ,C8051F590-AM,C8051F567-AM,C8051F988-GM,SI8450BA-B-IS1,SI7023-A20-IM1,SL28EB742,SI8231BD-B-IS,C8051F855-C-GU,EZR32WG230F128R63G,EZR32LG230F64R68G,SI8631BC-B-IS1,C8051F300-GM,SI52111,SI52112,SI8920AD-IS,C8051F855-C-GM,SL28EB740,EFM8SB20F16G-A-QFN24,SI8641BB-B-IS1,C8051F300-GS,EFM8UB10F16G-C-QFN28,C8051F920-GQ,C8051F815-GS,C8051F920-GM,C8051F220,EFM8UB10F16G-C-QFN20,TSM9938F,EZR32LG230F64R67G,C8051F221,C8051T320-GQ,SI8651EC-B-IS1,C8051F226,C8051F862-C-GS,TSM9938H,SI8661BB-B-IS1,EZR32WG230F64R63G,SI8661ED-B-IS,SI8220DD-A-IS,EZR32LG230F64R69G,SI8405AB-A-IS1,C8051F565-IM,EFM8SB10F2G-A-QFN20,C8051F395-A-GM,C8051F565-IQ,SI8641BD-B-IS,EFM32TG232FX - QFP64,C8051F231,SI8661BC-B-IS1,C8051F230,C8051T631-GM,SL2305NZ,SI8441AA-D-IS1,SI8630BD-B-IS,C8051T600-GS,C8051F236,SI8442BA-D-IS1,C8051F580-AQ,C8051T600-GM,C8051F803-GS,C8051F580-AM,TS1103-100,EZR32WG230F128R61G,C8051F996-GM,SI21822,SI8645BT-IS,C8051F302-GM,C8051F996-GU,SI8232AB-B-IS,SI8622BC-B-IS,C8051F302-GS,TS7003,C8051F708-GQ,TS7001,EFM32WG890FX - BGA112,EZR32LG230F64R61G,EZR32WG330F128R63G,SI21662-B,SI8600AC-B-IS,SI21662-C,EZR32WG230F128R60G,EFM32G222FX - QFP48,TSM9938T,C8051F523-C-IM,SI21812,EFM32GG990FX - BGA112,EFM32LG360FX - CSP81,SL23EP09NZ,SI8651BD-B-IS,TSM9938W,C8051F510-IM,C8051F556-IM,SI8422AD-B-IS,SI8232AD-B-IS,C8051F411,C8051F410,C8051F413,SI8405AA-A-IS1,C8051F412,C8051F381-GM,SI8040AA-B-IU,C8051F589-IM,C8051F965-B-GM,SI8461BA-B-IS1,SI8655BA-B-IS,SI8660BA-B-IS1,C8051F381-GQ,C8051T621-GM,C8051F346-GM,EZR32WG230F64R68G,EFM8BB10F8G-A-QSOP24,SI51214,C8051F346-GQ,SI51211,SI51218,SI8655BA-B-IU,SI8662BD-B-IS,SI8630BB-B-IS,EFM8UB20F32G-A-QFP32,SI51219,EZR32LG230F64R63G,EZR32WG330F128R60G,C8051F930-GM,SI8630BB-B-IS1,SI8660BB-B-IS1,C8051F502-AM,C8051F825-GS,EFM8UB11F16G-C-QSOP24,C8051F544-IM,EZR32WG330F128R61G,C8051F34A-GQ,EFM32GG332FX - QFP64,SI7006-A20-IM,C8051F502-AQ,SI2165-D,C8051F544-IQ,C8051F986-GU,C8051F34A-GM,SI21832,WF121,EZR32WG230F64R67G,SI8620BT-IS,C8051F569-AM,SI8642BC-B-IS1,C8051F930-GQ,C8051F986-GM,EFM8UB20F32G-A-QFP48,EZR32LG330F64R55G,EFM32LG380FX - QFP100,SI8630

选型指南 - SILICON LABS - 2019/1/14 PDF 英文下载

【应用】0.5uA超低待机功耗MCU适用于电子烟充放电控制

电子烟采用可充电的锂电池，因此需要用单片机进行充放电管理控制，以保护电池的使用安全。

新应用发布时间 : 2017-05-19

【IC】芯科科技EFM32PG28 32位低功耗微控制器，1.71-3.8V宽工作电压范围，嵌入式物联网的理想选择

随着AIoT和可穿戴技术的爆炸式增长，低功耗微控制器（MCU）已经无处不在，因为许多应用都有最小化功耗的需求。本文整理了当今市场上可用的低功耗MCU及其功能特性。以下内容摘要介绍Silicon Labs（亦称“芯科科技”）的EFM32PG28（PG28）32位MCU产品。

产品发布时间 : 2024-03-11

【应用】芯海32位超低功耗微控制器用于RFID电子标签，工作温度-40~+85℃，主频最高可达24MHz

RFID电子标签的MCU处理部分，可以选用芯海的32位超低功耗微控制器CS32L010F8U6，主频最高可运行在24MHz，有多种内部资源配置，适用于电子标签中对数据信息进行处理。

应用方案发布时间 : 2023-03-01

世界上最节能的微控制器EFM32之十大低功耗奥秘

Silicon Labs EFM32 32 位微控制器系列是世界上最为节能的微控制器，特别适用于低功耗和能源敏感型应用，包括能源、水表和燃气表、楼宇自动化、警报及安防和便携式医疗/健身器材。本文着重强调10个Silicon Labs32位MCU功耗低的因素。

新产品发布时间 : 2016-07-11

【应用】待机电流仅1.4uA！超低功耗MCU助力GPS定位器

EFM32JG/PG内含低功耗串口，最小封装尺寸仅为5X5mm。

新应用发布时间 : 2017-04-09

【应用】功耗电流仅900nA的32位MCU在GPS定位器上的应用

相对于传统的8位、16位单片机实现的GPS追踪器，基于EFM32JG实现的本方案具有超低功耗、集成度高和扩展性良好的优势。

新应用发布时间 : 2019-09-05

【经验】快速了解低功耗小封装 EFM8SB20系列bootloader应用

EFM8SB20是Silicon Labs Sleepy Bee系列的MCU，是全球最节能的小封装且功耗全面的多用途8位微控制器。采用高效的8051内核，6位电流参考和精密模拟，也是嵌入式应用的最佳选择。

设计经验发布时间 : 2019-01-17

【应用】高集成度、小封装！32位MCU助力RFID智能标签

外部总线接口支持4x256MB外部存储器映射空间，封装最小可做到4.36mm x 4.28mm。

新应用发布时间 : 2019-09-05

8位单片机EFM8系列中芯片上的UID是什么？

UID是芯片中新加的全球唯一ID，即每个芯片的ID都是不一样的，EFM8系列的MCU上都包含此ID。有两类获取UID的方式，一种通过读取RAM的特定地址获得，一种通过读取Flash的特定地址获得。在早期引入此ID的MCU上（比如EFM8BB1/SB1/SB2）这个ID为32位，在芯片复位时（PC指针被复位至0之前）被复制至RAM中特定位置，用户程序可以读取其值。此位置的RAM仍然可以由用户使用。需要注意的是如果此位置被编译器分配了变量，那么当函数执行至main()时此位置的内容会被初始化代码覆盖。EFM8UB2的UID也是此类，但其位数为128位。在新的EFM8系列MCU上（比如EFM8BB3/LB1/UB1)，UID位数为128位，存储在Flash上。

技术问答发布时间 : 2017-05-05

EFM8BB2系列单片机PCA定时器16位PWM的工作机制是什么？

PCA定时器模块采用16位捕捉/比较模块定义PWM信号低电平时间的PCA时钟数，当PCA计数器与模块的值匹配时，CEXn的输出被置为高电平；当计数器溢出时， CEXn输出被置为低电平。通过将PCA0CPMn寄存器中的ECOMn、PWMn和PWM16n位置位来使能16位PWM方式。为了得到可变的占空比，通过匹配中断（ECCFn=1并且MATn=1）同步对捕捉/比较寄存器的写操作。

技术问答发布时间 : 2017-05-05