各领域都在争夺低功耗 看MCU如何成为低功耗争夺之战的焦点
科技发展的今天，各种手持化设备、可穿戴设备、能源应用领域都在追求低功耗，在半导体行业发展也尤为迅猛，低功耗一直是各大mcu厂商争夺的焦点。
之前开发过24h动态心电记录仪，该心电采集器内置1节7#电池，外设有128*64无背光点阵液晶、sd卡、数字时钟、多操作按键、led指示、蜂鸣器、外扩2mbit ram等，设计之初定位为采集器可连续工作48h以上在采样率250hz条件下将ecg数据存储在sd卡中，采样率125hz时，工作时间可达72h。其他功能要求就不一一叙述。
之前的低功耗设备开发一直使用t公司的mcu，包括flash型mcu以及后期的fr（铁电存储）系列，直到一次机缘巧合的研讨会让我接触到了silicon labs（亦称“芯科科技”）推出的efm32系列mcu，会议上我看到efm32突出的优点后，曾通过申请平台申请了efm32stk3600开发套件，该套件中主mcu为leopard gecko系列cortexm3内核的efm32lg990f256。
为了对比t公司mcu和efm32的低功耗特性，我将代码分别在两个平台上运行，因efm32内部ram较大，无需外扩2mbit ram，在测试代码时我以通用性程序来做对比；
测试条件：室温条件下，使用同一电流计及测量负载。t公司mcu分为6种运行模式，其中5种低功耗模式，am（运行模式）、lpm0~lpm4；efm32分为5种运行模式，其中4种低功耗模式，em0（运行模式）、em1~em4。
根据datasheet描述，efm32由em2模式、em3模式唤醒时间只需2us，即使最深度模式em4也只需160us。
通过以上对比，发现efm32的确功耗比较低，但t公司mcu在am模式下，当时打开着手表晶振，所以功耗有些略微偏大，理论应该会低些。
后面我在t公司mcu上跑fatfs文件系统利用硬件spi口驱动sd卡2.0，在efm32lg990f256上跑fatfs文件系统利用sdio驱动sd卡2.0，然后一直往卡上写数据，同等容量的7#电池，t公司mcu比efm32记录数据较长，这个结果看起来跟上述的测量结果有些相反，后面仔细检查程序发现，t公司mcu使用硬件spi口，当时最大的端口速率是16m/s，且每次写卡后进入lpm3模式中，而efm32当时使用的是32mhz时钟源，sdio端口速率为32mhz，每次写卡后保持着em0模式;后面将时钟速率降低为16mhz，条件和t公司mcu一致时，测量结果比上次有较大提高。
所以，后面得出的初步结论就是，在flash型mcu中，efm32系列的低功耗相较t公司的flash mcu更为极致、更低。随着技术的革新，目前有些mcu设计已经开始使用铁电存储器来取代flash存储器，以进一步降低功耗，期待efm32推出铁电存储系列的微处理器。
在实际操作中借助simplicity studio的energyaware profiler 和高级能耗监控模块 (aem) 功能，为代码优化提供了优化思路；特别对于系统性应用开发，借助simplicity studio的aem 功能将代码按照块的划分进行能耗比测试，发现代码的执行冗余部分，然后进行细节优化，优化后的代码再次通过aem测试进行校验核对，通过这种方式可将嵌入式代码的功耗将至最低值。当时移植fatfs文件系统在efm32上就是使用aem能耗监测功能进行的优化。
simplicity studio的aem功能是行业内其他软件所不具备的，此功能能够帮助开发者解决功耗控制问题，如果你还没用过此功能，那就抓紧时间尝试一下吧。
https://www.sekorm.com/news/2733.html
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测试条件：室温条件下，使用同一电流计及测量负载。t公司mcu分为6种运行模式，其中5种低功耗模式，am（运行模式）、lpm0~lpm4；efm32分为5种运行模式，其中4种低功耗模式，em0（运行模式）、em1~em4。
根据datasheet描述，efm32由em2模式、em3模式唤醒时间只需2us，即使最深度模式em4也只需160us。
通过以上对比，发现efm32的确功耗比较低，但t公司mcu在am模式下，当时打开着手表晶振，所以功耗有些略微偏大，理论应该会低些。
后面我在t公司mcu上跑fatfs文件系统利用硬件spi口驱动sd卡2.0，在efm32lg990f256上跑fatfs文件系统利用sdio驱动sd卡2.0，然后一直往卡上写数据，同等容量的7#电池，t公司mcu比efm32记录数据较长，这个结果看起来跟上述的测量结果有些相反，后面仔细检查程序发现，t公司mcu使用硬件spi口，当时最大的端口速率是16m/s，且每次写卡后进入lpm3模式中，而efm32当时使用的是32mhz时钟源，sdio端口速率为32mhz，每次写卡后保持着em0模式;后面将时钟速率降低为16mhz，条件和t公司mcu一致时，测量结果比上次有较大提高。
所以，后面得出的初步结论就是，在flash型mcu中，efm32系列的低功耗相较t公司的flash mcu更为极致、更低。随着技术的革新，目前有些mcu设计已经开始使用铁电存储器来取代flash存储器，以进一步降低功耗，期待efm32推出铁电存储系列的微处理器。
在实际操作中借助simplicity studio的energyaware profiler 和高级能耗监控模块 (aem) 功能，为代码优化提供了优化思路；特别对于系统性应用开发，借助simplicity studio的aem 功能将代码按照块的划分进行能耗比测试，发现代码的执行冗余部分，然后进行细节优化，优化后的代码再次通过aem测试进行校验核对，通过这种方式可将嵌入式代码的功耗将至最低值。当时移植fatfs文件系统在efm32上就是使用aem能耗监测功能进行的优化。
simplicity studio的aem功能是行业内其他软件所不具备的，此功能能够帮助开发者解决功耗控制问题，如果你还没用过此功能，那就抓紧时间尝试一下吧。
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