TI SimpleLink C26xx 無線MCU - 超低功耗MCU是怎樣煉成的?

　　3.TI SimpleLink C26xx 無線MCU（CC2650F128RGZ）

　　低功耗性能：峰值電流為2.9 mA，睡眠電流少于0.15 μA

　　ULPBench得分：143.6

　　CoreMark/MHz：61 uA

　　內核：Cortex-M3

　　特點：唯一一款集成超低功耗傳感器控制器的MCU，支持5種標準：Bluetooth、Sub-1 GHz、6LoWPAN、ZigBee和ZigBee RF4CE。

　　低功耗原因：功率優化的射頻

　　工作模式功耗分解：

　　處理狀態：在48 MHz時峰值電流為2.9 mA;

　　通信狀態：接收的峰值電流為5.9 mA，發送時的峰值電流為6.1 mA;

　　睡眠狀態：傳感器控制器消耗電流為8.2 uA/MHz，支持實時時鐘（RTC）和完全存儲器保持的睡眠模式，電流為1 μA。

　　4.TI MSP432

　　低功耗性能：主動模式電流）為95 μA/MHz 、睡眠模式電流（支持RTC）為850 nA 、從待機模式喚醒的時間小于 10 μs

　　ULPBench得分：167.4

　　內核：Cortex-M4F

　　Coremark：3.41/MHz

　　低功耗原因：

　　與LDO相較，集成DC/DC可節省40%的功耗;

　　繼承MSP430優質低功耗DNA;

　　借助可選的RAM保持，每個RAM段的流耗可節省30 nA;

　　當使用14位 ADC，以1 MSPS的速度運行采樣傳感器時能耗最低（375 μA）;

　　DriverLib in ROM最多比閃存節省 35% 的能耗。

　　軟件特點：EnergyTrace技術，實時電源測量和調試，生成應用能源曲線，包括電流和CPU狀態。

　　5.NXP LPC54102

　　低功耗性能：100 MHz Cortex-M0+內核：55 μA/MHz，用于監聽、數據采集以及管理;100 MHz Cortex-M4F內核：100 μA/MHz，用于傳感器信息處理和數據通信。

　　內核：ARM Cortex-M0+&Cortex-M4F雙核。

　　低功耗原因：不同傳感器數據管理方式不同，有兩個核（Cortex-M0+和Cortex-M4F）來處理不同數據;在每個處理數據節點只調用最低數據處理能力;三種工作模式;高能效ADC。

　　工作模式功耗分解：

　　（1）監聽模式，即掉電模式，且無CPU處理，但具有RAM保留功能，此時功耗僅為3 μA。

　　（2）讀取模式（I2C和ADC，12 MHz CPU時速率為10 S/s），這種模式用于監聽、數據采集以及管理等非數據密集型應用。此時，LPC54100中只有Cortex M0+在運行，功耗為55 μA/MHz。

　　（3）算法處理（80 MHz CPU時每秒一次），這種模式用于傳感器信息處理和數據通信等數據密集型應用。此時，LPC5412中的Cortex-M4F核工作，其功耗為100 μA/MHz。競爭產品在第2和第3種模式時，都是采用Cortex-M4F核工作，功耗為112 μA/MHz。

　　高能效ADC特點：在任何電壓下（1.62 V~3.6 V），都能實現最高性能，達到12位 4.8 MS/s。而其他競爭對手產品中內置的ADC速率只有2.4 MS/s，而且必須是在高電壓下。

　　6.Ambiq Micro Apollo系列

　　Ambiq可能大家還不熟悉，其是由ARM、Cisco等投資的初創單片機公司。

　　低功耗性能：工作電流為30 mA/MHz，平均睡眠模式電流低至100 nA。

　　內核：ARM Cortex-M4F

　　特點：在真實世界應用中，其功耗通常比性能相近的其他MCU產品降低5至10倍，Apollo MCU的獨特之處是能同時優化工作和睡眠模式功率，在執行來自閃存的指令時，其功耗低至行業領先的30 mA/MHz，并且具有低至100 nA的平均睡眠模式電流，而這種極低的功耗不會影響性能。片上資源包括一個10位的13通道1MS/s ADC和一個精度為±2oC的溫度傳感器。有12個中斷的喚醒中斷控制器。

　　低功耗原因：

　　Ambiq使用專利亞閾值功率優化技術（Subthreshold Power Optimized Technology， SPOT）平臺來實現驚人的功耗降低。

　　SPOT 平臺采用在亞閾值電壓（低于0.5 V）下運作的晶體管，而不是使用一直在1.8 V下保持“開啟”的晶體管。該平臺使用“關閉”晶體管的泄漏電流來進行數字和模擬領域內的計算，這項專利技術使用業界標準CMOS工藝來實施，克服了先前與亞閾值電壓切換相關的噪聲敏感性、溫度靈敏度和工藝漂移挑戰。