影響系統(tǒng)功耗的主要因素

　　對于一個數(shù)字系統(tǒng)而言，其功耗大致滿足以下公式：P=CV2f，其中C為系統(tǒng)的負載電容，V為電源電壓，f為系統(tǒng)工作頻率。由此可見，功耗與電源電壓的平方成正比，因此電源電壓對系統(tǒng)的功耗影響最大，其次是工作頻率，再就是負載電容。負載電容對設(shè)計人員而言，一般是不可控的，因此設(shè)計一個低功耗系統(tǒng)，應(yīng)該考慮在不影響系統(tǒng)性能的前提下，盡可能地降低電源的電壓和使用低頻率的時鐘。下面對ATMEL公司的AT91SAM7L來具體探討這個問題。

　　基于AT91SAM7L的極低功耗系統(tǒng)設(shè)計

　　AT91SAM7L是工業(yè)級的32位RISC 控制器，具有高性能和超低功耗的優(yōu)點，該系列產(chǎn)品嵌入了控制多個功率島 (power island) 的功率開關(guān)，以及可編程的電壓調(diào)節(jié)器，用于降低工作和待機模式下的功耗，為設(shè)計低功耗系統(tǒng)提供了有利的條件。

　　圖1是以AT91SAM7L為CPU的計算器的原理框架，其中還包括了AT91SAM7L電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

　?、?電源的電壓

　　AT91SAM7L采用單電壓模式工作，電壓低至1.8V，在工作模式下，從閃存中執(zhí)行代碼時，典型的電流消耗為0.5mA/MHz。不同待機模式的功耗可通過多種方式來加以控制，例如功率開關(guān)，可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器，以及在電壓監(jiān)控器、上電復位和欠壓檢測電路使用采樣技術(shù)，而非持續(xù)量度。在關(guān)電模式下，AT91SAM7L 的典型電流消耗僅100nA。