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汽车 MCU低功耗解决方案

作者:时间:2013-12-12来源:网络

随着汽车工业的发展,汽车上的电子控制系统数量呈指数增长。以ECU为核心的车载电子控制系统逐步取代了被动器件和机械系统,同时也完成了大多数测量、驱动和控制的功能。

由于新型车载电子控制系统在车辆应用中的增加,导致对电源负载以每年约100W的速度增加。当前所面临的最大挑战是在相同的电池电源条件下,找到新的方法来保证汽车电子设备的数量及功能的不断增加。故在实际应用中需要MCU的功耗持续降低。

另外,数字电路的最大功耗和可靠性问题是密切相关的,例如,电迁移和热载流子导致的器件老化。而且由于芯片散热而引起的热应力也是关系可靠性的主要问题之一。因此,减少功耗对提高芯片的可靠性也是至关重要的。
为了应对日趋增长的低功耗需求,飞思卡尔Qorivva系列32位MCU采用了专门的设计达到降低整体功耗的目的。除了改善的器件特性和更小的工艺尺寸,电路级和系统级的措施也在很大程度上降低了功耗。

飞思卡尔基于32位Power架构的Qorivva系列MCU专门为嵌入式汽车应用而设计。这一系列MCU采用了多种低功耗设计达到降低动态功耗和静态功耗的效果,主要包括:
• 多种工作模式


多种工作模式
图1所示为飞思卡尔Qorivva 系列的不同工作模式图。

汽车 MCU低功耗解决方案


图1 Qorivva 工作模式


Qorivva 系列MCU包含了HALT, STOP和STANDBY 3种低功耗模式,用户可以根据实际情况结合使用不同的工作模式。

HALT模式下,系统活动减少,内核时钟关闭,锁相环、flash存储器、模数转换器等模块均可以关闭从而降低功耗,这一模式可以用于LIN低速发送接收等情况。

相比HALT模式,STOP模式可通过配置关闭绝大多数外设进一步降低MCU的功耗。该模式保留了整个MCU的供电,因此相比STANDBY模式拥有更短的恢复时间。STOP模式可配置关闭所有的时钟源并保留当前状态,在此模式下锁相环一致处于关闭状态,在退出STOP模式时,系统会使用高速内部时钟直到指定的时钟稳定。

STANDBY模式下内核停止,flash存储器以及大多数外设均被关闭,芯片大部分电源被切断,从而达到可能的最小功耗。此时MCU可以被外部的引脚、复位或者使用低功耗时钟的周期性唤醒源所唤醒。

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