【ATSAML21超低功耗之旅】第一站:重新认识L21,领略其独到之处

上传时间为: 2015-08-24 03:27 PM

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本节我们主要是从以下两个方面开始讲解【原创】

1.简要介绍Atmel SAML21开发套件的特性和参数【引用网上资料】

2.将市场上主流的ARM-Cortex M内核的低功耗处理器进行对比【引用网上资料】


1.简要介绍Atmel SAML21开发套件的特性和参数

Atmel SAM L21 Xplained Pro评估板是Atmel最新推出了一款超低功耗的评估板,基于ARM Cortex-M0+处理器,具有48MHz主频工作模式下,Atmel® | SMART SAM L21 系列的微控制器 (MCU) 功耗低至 35 µA/MHz睡眠模式下,功耗低至 200nA。除了超低功耗性能之外,这些新设备具备全速 USB 主机和设备、事件系统和 Sleepwalking、12 位模拟、AES、电容式触摸感应、内置运算放大器及其他功能。该产品属于全新的SAM L21 32位ARM处理器系列,该芯片功耗如此之低,以至于仅靠捕获来自身体的能量即可为其供电。

         L21预置了5种不同模式,可以关闭更多未使用模块。其中的一种在CPU核心休眠的情形下仍然允许外设间相互通讯。

ATSAML21评估板的一些基本的参数:


Atmel公司号称自己的ATSAML21系列微控制器的低功耗是目前业界最底的,到底是胡夸海口还是有真凭实据呢,我们拭目以待吧~~


2.将市场上主流的ARM-Cortex M内核的低功耗处理器进行对比

低功耗与高性能、高集成度、低成本一起,一直是各大半导体厂商追逐的目标,特别是微控制器(MCU)这样的智能芯片,每次发布的新器件,其功耗总是在逐步递减。总地来说,厂商们都是在内核架构、多种工作模式和休眠模式、优化的外围设备(如ADC)及其时钟需求、多样的电源范围这些方面进行重点研究,以降低功耗。

       我们以意法半导体(ST)STM32L4、爱特梅尔(Atmel) SAML21J18A、德州仪器(TI) 基于Cortex-M4F的MSP432、恩智浦(NXP) LPC54102为例,看看它们的低功耗究竟是怎样炼成的!

1.意法半导体STM32L4系列(STM32L476)

低功耗性能:动态运行功耗低至100 μA/MHz;关闭时最低电流为30 nA,唤醒时间:为5 μs

ULPBench得分:123.5(次分数越高说明低功耗性能越好)

内核:80 MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元 (FPU)

CoreMark/MHz:3.42

低功耗原因:ART 加速器、Flash零等待执行、动态电压调节、FlexPowerControl智能架构,7种电源管理模式(运行、低功耗运行、睡眠、低功耗睡眠、停止 1、停止2、待机、关闭)。还有ST的Batch Acquisition Mode(BAM),其允许在低功耗模式下与通信接口足够的数据交换。FlexPowerControl是在低功耗模式时保持SRAM待机,为特定外设和 I/O管理独立电源。

2.Atmel SAML21系列(SAML21J18A-UES)

低功耗性能:只消耗35 uA/MHz,睡眠模式下只有200 nA

ULPBench得分:185.8(次分数越高说明低功耗性能越好)

内核:ARM Cortex-M0+

低功耗原因:5种不同的电量范围使用不同的资源,以提高能效;分别为CPU和外围设备创建一个IRQ线索,以实现分层中断。其他原因还包括以下几点:

 空闲、待机、备用、睡眠模式;                                    sleepwalking接口;

静态和动态功率门控结构;                                            后备电池支持;

两种性能水平;                                                              Embedded buck/LDO稳压器支持实时动态的选择;

低功耗接口。

3.TI MSP432

低功耗性能:主动模式电流)为95 µA/MHz 、睡眠模式电流(支持RTC)为850 nA 、从待机模式唤醒的时间小于 10 µs

ULPBench得分:167.4(次分数越高说明低功耗性能越好)

内核:Cortex-M4F

Coremark:3.41/MHz

低功耗原因:

与LDO相较,集成DC/DC可节省40%的功耗;

继承MSP430优质低功耗DNA;

借助可选的RAM保持,每个RAM段的流耗可节省30 nA;

当使用14位 ADC,以1 MSPS的速度运行采样传感器时能耗最低 (375 µA)

DriverLib in ROM最多比闪存节省 35% 的能耗。

软件特点:EnergyTrace技术,实时电源测量和调试,生成应用能源曲线,包括电流和CPU状态。


根据以上的数据,确实发现Atmel SAML21的低功耗的表现确实很不错,果然不是吹嘘的(哈哈,我当然相信Atmel~~)

我们下次再见~~本人水平有限,若有什么不足或者错误之处,还请大家积极指正,谢谢大家~~

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