面向電池供電應(yīng)用的MCU的低功耗設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、對于便攜式設(shè)備來說，由于其電池供電的特性，其發(fā)展受到了能耗的制約。由于設(shè)備中電池容量的提升在短時間內(nèi)很難取得突破，人們便將目光更多的投向了低功耗的元器件，期望在提升產(chǎn)品性能的同時，將功耗降至最低。具有超低功耗的微控制器能夠滿足人們對于便攜設(shè)備小體積、高性能和低功耗的多重要求。
　　本文主要首先介紹了低功耗設(shè)計方法，重點討論了RTL級和系統(tǒng)級低功耗設(shè)計技術(shù)。隨后文中闡述了基于SMIC0.18μmCMOS工藝，采用普通低功耗方案A所設(shè)

2、計的一款低功耗架構(gòu)微控制器。低功耗方案A基于SMIC0.18μmCMOS工藝的標(biāo)準單元庫，主要通過功耗管理單元(PowerManagementUnit，PMU)來實現(xiàn)微控制器的低功耗管理。經(jīng)過PrimeTimePX(PTPX)仿真，采用低功耗方案A的微控制器最低待機功耗達到了13.654μA。經(jīng)過對此微控制器待機功耗的分析和優(yōu)化，文中隨后闡述了在SMIC0.18μmCMOS工藝下能夠達到極低待機功耗的超低功耗方案B。在方案B中，根據(jù)微控

3、制器工作的不同場景設(shè)計了Sleep、Stop、Standby和ShutOff四種低功耗模式。為了達到極低的待機功耗，方案B的Standby模式和ShutOff模式采用定制的邏輯單元實現(xiàn)，并劃分在兩個獨立的電源域中，由片外電源直接供電，為微控制器提供低功耗狀態(tài)的控制。方案B的低功耗管理單元中同時集成了時鐘網(wǎng)絡(luò)管理單元、復(fù)位網(wǎng)絡(luò)管理單元等模塊，共同實現(xiàn)對微控制器的低功耗控制。
　　論文的最后提供了一系列的功能測試和功耗測試結(jié)果。采用超