汽車 MCU低功耗解決方案
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車上的電子控制系統(tǒng)數(shù)量呈指數(shù)增長。以ECU為核心的車載電子控制系統(tǒng)逐步取代了被動器件和機(jī)械系統(tǒng),同時也完成了大多數(shù)測量、驅(qū)動和控制的功能。
由于新型車載電子控制系統(tǒng)在車輛應(yīng)用中的增加,導(dǎo)致對電源負(fù)載以每年約100W的速度增加。當(dāng)前所面臨的最大挑戰(zhàn)是在相同的電池電源條件下,找到新的方法來保證汽車電子設(shè)備的數(shù)量及功能的不斷增加。故在實(shí)際應(yīng)用中需要MCU的功耗持續(xù)降低。
另外,數(shù)字電路的最大功耗和可靠性問題是密切相關(guān)的,例如,電遷移和熱載流子導(dǎo)致的器件老化。而且由于芯片散熱而引起的熱應(yīng)力也是關(guān)系可靠性的主要問題之一。因此,減少功耗對提高芯片的可靠性也是至關(guān)重要的。
為了應(yīng)對日趨增長的低功耗需求,飛思卡爾Qorivva系列32位MCU采用了專門的設(shè)計達(dá)到降低整體功耗的目的。除了改善的器件特性和更小的工藝尺寸,電路級和系統(tǒng)級的措施也在很大程度上降低了功耗。
飛思卡爾基于32位Power架構(gòu)的Qorivva系列MCU專門為嵌入式汽車應(yīng)用而設(shè)計。這一系列MCU采用了多種低功耗設(shè)計達(dá)到降低動態(tài)功耗和靜態(tài)功耗的效果,主要包括:
? 多種工作模式
? 門控電源
? 門控時鐘
多種工作模式
圖1所示為飛思卡爾Qorivva MPC560xB系列的不同工作模式圖。
圖1 Qorivva MPC560xB工作模式
Qorivva MPC560xB系列MCU包含了HALT, STOP和STANDBY 3種低功耗模式,用戶可以根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合使用不同的工作模式。
HALT模式下,系統(tǒng)活動減少,內(nèi)核時鐘關(guān)閉,鎖相環(huán)、flash存儲器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等模塊均可以關(guān)閉從而降低功耗,這一模式可以用于LIN低速發(fā)送接收等情況。
相比HALT模式,STOP模式可通過配置關(guān)閉絕大多數(shù)外設(shè)進(jìn)一步降低MCU的功耗。該模式保留了整個MCU的供電,因此相比STANDBY模式擁有更短的恢復(fù)時間。STOP模式可配置關(guān)閉所有的時鐘源并保留當(dāng)前狀態(tài),在此模式下鎖相環(huán)一致處于關(guān)閉狀態(tài),在退出STOP模式時,系統(tǒng)會使用高速內(nèi)部時鐘直到指定的時鐘穩(wěn)定。
STANDBY模式下內(nèi)核停止,flash存儲器以及大多數(shù)外設(shè)均被關(guān)閉,芯片大部分電源被切斷,從而達(dá)到可能的最小功耗。此時MCU可以被外部的引腳、復(fù)位或者使用低功耗時鐘的周期性喚醒源所喚醒。
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