【经验】教你如何将32位MCU芯片系统功耗降到40ua以下!

2018-01-04 世强 木木
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瑞萨RH850系列MCU符合ISO26262的要求,满足汽车安全等级ASILB -ASILD等级,常应用于复杂的车身控制管理系列,TBOX控制主芯片等。


汽车零部件对于电子器件的功耗设计要求较高,RH850 MCU采用瑞萨电子40nm半导体工艺技术,优化内部电路。工作电流低至0.3ma/MHZ,待机电流可降到40ua以下,完全满足汽车零部件低功耗的设计需求。

那么如何通过规划设计来达到MCU待机状态下的低功耗呢?通过以下步骤来实现:


RH850 MCU的低功耗模式主要分为五种,HALT,STOP和DEEPSTOP以及cyclic run和cyclic stop模式。


1)HALT 模式将停止 CPU 运行时钟,功耗降的少,但唤醒及恢复也更快;

2)STOP 模式将停止CPU时钟和分配给各个功能模块的时钟,能大幅度地降低 CPU 的工作电流。电流可降到微安级别,可被唤醒中断唤醒;

3)DEEPSTOP是更深层次的STOP模式,在STOP基础上,关掉ISO电源区的供电,以进一步降低电流消耗;

4)cyclic run和cyclic stop模式搭配使用,MCU可以在RAM区域运行,保留部分功能模块的正常运行,较少使用到。

各模式之间的切换如下图1所示:

 

图1:RH850芯片低功耗模式切换


正常情况下我们选择STOP模式,就可以达到我们需要的功耗等级。


在低功耗STOP模式下,GPIO处理也至关重要,悬空的GPIO如果不做处理,会消耗供电系统的电量,经过事实验证,我们可以通过以下简单的处理来解决这个问题:


将悬空的没有用到的IO口全部设置为输出状态,且输出低电平,可极大降低MCU的待机消耗,对于有电路负载的IO口,可以设置成输入,外部电路有上拉电阻,则禁止输出低电平,若是外部电路下拉到地,则禁止IO口输出高电平;


将待机模式下还在运行的RTC时钟关闭,RTC所使用的时钟是系统低速时钟,正常情况下不会默认关闭,需要我们人为的去关闭它,以进一步降低功耗。


在进入待机模式前,最好将其它功能模块的使能关闭,避免有可能在STOP模式下,仍有消耗系统低速时钟的功能模块在运行。


综上,低功耗设计可以参照规格书里的STOP流程来设置,再需要注意IO口的处理,以及低速时钟的处理,就可以达到真正的低功耗设计,RH850的芯片系统功耗可降到40ua以下。


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全部评论(2

  • Harlin Lv5. 技术专家 2018-12-06
    静态电流要求现在越来越高了
  • 自强 Lv7. 资深专家 2018-01-04
    不错,收藏了!
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