- 能源敏感應用設計
- 靈活的斷電狀態下的擴展套件形式
- 應用EFM32的開發工具包及其能源監控系統
能源敏感應用需在一節單電池上運行多年。其應用包括能源的計量和安全的建立，例如用于無需外部電源和操作員干預就能運作的情形下, 或用于因無法獲取d電池和成本的原因不可能更換電池的情況下。
3V鋰/二氧化錳CR2032鈕扣電池通常用于此類情形。當實際運行降到2V及一個5.6kΩ負載時，這些電池就會提供標準的230mH容量，等同于0.5毫安的充電電流，這意味著電池有約400小時的壽命。雖然紐扣電池指定的自放電率只有0.25μA，卻顯示出超過20年的保存限期。
所以能源敏感設備設計師的目標是，盡可能保持接近0.25μA的平均需求，使有源設備的壽命能達到幾十年！
設計通常會圍繞一個低功耗微控制器和可能的超長電池壽命進行，因為MCU會在睡眠模式中花去大部分時間。它自己的小占空因素是不夠的，MCU操作的每個方面都需要優化, 需要使用最低數量的功率。要使電池壽命最長只能通過對充電器方面的考慮來實現 - 電流產品和時間 - 這是最重要的。
到目前為止，8位（或16位）MCU已應用于能源敏感，因為它們的內核小，門較少, 產生的靜電或泄漏電流少，但今天的許多應用需要比8位或16位內核更強大的處理能力。
當人們將低功率這條信息銘記于心時，他們一直假定32位內核使用的電流在其節電模式下一定是太高了。隨著全套低功率設計技術在今天的IC設計師中的盛行，人們才知道32位ARM內核提供等同于或優于于8位內核的許多低功率‘睡眠’模式其實是可能實現的。
當然，32位處理器具有的更高的處理性能可使MCU完成任務的時間更快，這樣它花在低功率模式中的時間更多，最終會把平均功耗降低更多。
Energy Micro生產的基于ARM ® Cortex™- M3的EFM32 Gecko微控制器是專門為能源敏感的應用而設計的，它消耗的能源只是8位、16位或32位解決方案所需能源的四分之一。
圖1：節能EFM32 Gecko微控制器的開發工具包有先進的能源監控系統。
要優化最低耗用功率的MCU睡眠狀態功耗需要整體的設計方法。和內核一樣，MCU里的其它小塊在設備待機時會繼續吸引電流。在幾乎所有情況下，交替換位都適用; 睡眠狀態越深，就越多外圍設備的功能被完全切斷，讓芯片準備好實施處理任務的喚醒時間越長。
由于應用的差別很大，MCU設計師提供一種靈活的斷電狀態下的擴展套件形式就顯得很重要了，這樣產品設計人員就可以很好地進行待機功率和響應能力的交替換位。
EFM32為設計師提供了5種不同的和分級的能源模式，幫助減少能源消耗：EM0運行（180μA/MHz），EM1睡眠（45μA/MHz），EM2深度睡眠（0.9μA），EM3停止（0.6μA的）和EM4關閉（20nA）。在反應方面，喚醒時間從EM1，EM2到EM3模式僅需2μs。
圖2：基于EFM32 Gecko 微控制器的Energy Micro的ARM ®Cortex™- M3芯片架構。
在限制功率中, 集成當然是一個很重要的因素。Gecko MCU形成了有最少外部元件的系統基礎，由于全套低功耗線路板外圍設備包括：一個8通道，在全分辨率下采用200 µA 的12位ADC和1 Msamples/sec的轉換率和只用900nA的4x40部分LCD控制器。
盡管有高效的32位處理器內核的存在，有許多應用功能并不要求它具有全套處理能力，如果在待機時，即使是最節能的內核也會使用較少的電源！因此EFM32有一個互連結構稱為外圍設備反射系統，它使外圍設備與外圍設備之間對話而沒有來自ARM內核的任何干擾。節能的微控制器能將功率需求減少到盡可能少，能源敏感的應用會尊重他們的冠名權。
