MCU如何为节能社会做出贡献

嵌入式专栏

关注+星标公众号，不错过精彩内容来源 | 瑞萨嵌入式小白科
随着物联网的快速发展，物联网的终端设备也越来越多，而终端设备中很多产品都是基于MCU进行开发。很多场景下我们没办法布线，对这些终端设备功耗控制就比较重要。

这些年技术也在快速发展，你会发现很多传统MCU厂商都有自己低功耗（L）系列的MCU，即便不是低功耗系列MCU，普通、性能系列的MCU功耗也做得很低了。

这里以瑞萨电子RA2A2微控制器为例，给大家描述一下其丰富的外设特性和出色的低功耗性能。

RA2A2主要特性
RA2A2系列MCU基于Arm? Cortex-M23?，其模拟性能和超低功耗运行能力，在物联网终端设备，特别低功耗设备特别有效。以下三种独特的外设功能，对节能场景非常适合：
1
持续固件更新
2
低功耗的高分辨率ADC
3
新模式可减少段式LCD面板电流使用

1
持续固件更新
什么是MCU持续固件更新？
MCU持续固件更新是指对微控制单元（MCU）进行定期的固件升级和改进。固件是MCU中运行的软件，它负责控制和管理MCU的各种功能和性能。类似于手机或电脑的系统更新，MCU固件更新旨在提高设备的性能、增加新功能、修复已知的错误或漏洞，以及优化设备的整体运行效率。

RA2A2支持具有内存镜像功能的双组闪存，用户可以轻松实现固件更新。MCU固件更新的过程通常涉及准备更新、传输固件、验证与安装、重启与验证等几个步骤。在不中断操作的情况下连续更新固件的概念如下图所示。

在这种情况下，Bank 0是一个固定程序，包括固件、闪存更新程序和启动程序，而用户在Bank 1上设置了应用程序A和B。通过使用闪存更新程序，用户可以通过设置要查看的应用程序来交换应用程序以在镜像地址上运行。

通过这种持续的固件更新，端点系统可以在不停止运行的情况下运行，因此，无缝、精益、高效的运行成为可能。

nnlkziem5sc64041110615.jpg

2
高分辨率ADC，低功耗
RA2A2系列MCU最高具有24位高分辨率AD（模数）转换功能，这些特性使得它们能够精确地将模拟信号转换为数字信号，从而满足各种高精度应用的需求，并且具有极低的功耗，适用于功耗敏感型应用。

RA2支持多达7个通道和同步采样架构。这种ADC支持多种采样模式，实现高电平传感数据采集，特别是独特的8kHz/4kHz混合采样模式，可同时采集不同频率的信号，通过同步采样架构，它能够获得高精度的时间轴，以及每个通道的精确采样数据。

一个用例示例是采用非指导性负载监控（NILM）技术的下一代智能电表，该技术需要持续监控电流和电压，以及谐波信号采集以监控单个用户的能耗。

1y50d340mvp64041110715.jpg

3
降低段式LCD面板电流的新模式
RA2A2支持新的LCD模式，通过降低面板电流来降低运行功耗。下图是LCD面板驱动实现的概述。

furlwor3vzc64041110815.jpg

与现有的VL1参考模式相比，VL2基准模式提高了LCD面板驱动器的升压效率。在VL1基准模式下，需要将MCU VCC降至1.0V一次，然后需要升压至3.0V。但是，VL2基准模式能够节省MCU电流，因为VL2模式产生2.0V作为基准电压。通过将基准电压从1.0V提高到2.0V，与VL1基准模式相比，面板工作电流可以减少一半，有助于降低系统级的电源电流。

VL4基准模式在内部电压发生电路上产生3V，然后从3.0V降压产生VL2和VL1。因此，VL4可以降低LDC面板驱动的MCU电流。当我们与VL1模式相比时，面板工作电流可以降低三分之一。

由于面板驱动电流对采用电池供电的便携式LCD等应用的电池寿命有巨大影响，因此VL2模式或VL4模式有助于延长电池寿命。
最后
RA2A2 MCU具有本文描述的独特功能，有助于端点系统的数字化，从而实现节能社会，其性能包括32位Arm Cortex-M23、24位Σ-Δ ADC、段式LCD控制器和低功耗运行能力，为节能社会做出一份贡献。
------------ END ------------

rewdppdwyou64041110915.jpg

分享一个高级AI/ML开发工具Reality AI Tools Explorer

cczbmbylr2364041111015.jpg

MCU内卷的尽头是MPU吗？

pwu152opzw364041111115.jpg

基于RA单片机移植CoreMark源码教程