[實用新型]降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620857595.7
• 申請日: 2016-08-09
• 公開（公告）號: CN206133459U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王翔
• 申請（專利權(quán)）人: 成都蓉芯微科技有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及MCU領(lǐng)域，特別是涉及一種降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

能源是當今社會關(guān)注的一個重要話題，因此，如何高效利用能源決定了人類社會的未來。MCU(微控制器)芯片作為最廣泛被使用的通用器件，其消耗的電力能源不容小覷。尤其是在智能城市、智能家居及智能穿戴市場蓬勃發(fā)展的機遇下，MCU芯片必定會進入到所有的智能設(shè)備中。

在應(yīng)用場景里，MCU芯片的待機時間通常遠超過其工作時間，因此如何將MCU芯片的待機功耗降低成為重中之重。

目前主流的降低MCU芯片待機功耗的實現(xiàn)方法是通過片上電源域開關(guān)來實現(xiàn)，從而將MCU芯片的待機功耗降到1uA級別。但是，隨著設(shè)備系統(tǒng)的復雜化、元器件數(shù)量的增加以及系統(tǒng)功耗預算的縮減，1uA級別的芯片待機功耗逐漸不能滿足系統(tǒng)的需求，因此需要提供一種新的系統(tǒng)來進一步降低MCU芯片的待機功耗。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單且能進一步降低MCU芯片的待機功耗的降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)，包括MCU芯片，所述MCU芯片包括用于待機時工作的超小規(guī)模異步電路、與所述超小規(guī)模異步電路相連的LDO穩(wěn)壓器、與所述LDO穩(wěn)壓器及所述超小規(guī)模異步電路相連的CPU、與所述LDO穩(wěn)壓器相連的存儲器、與所述LDO穩(wěn)壓器相連的數(shù)字功能模塊及與超小規(guī)模異步電路相連的模擬電路模塊，所述超小規(guī)模異步電路在所述MCU芯片進入待機時，完成所述MCU芯片所有功能引腳狀態(tài)的鎖存控制，關(guān)閉所述模擬電路模塊以及所述LDO穩(wěn)壓器，并在外部喚醒事件產(chǎn)生時異步地響應(yīng)并開啟所述LDO穩(wěn)壓器及所述模擬電路模塊，同時釋放所有功能引腳的鎖存狀態(tài)。

所述降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)還包括與所述MCU芯片相連的VCC電源引腳、待機喚醒功能引腳及其余功能引腳。

所述超小規(guī)模異步電路、所述LDO穩(wěn)壓器及所述模擬電路模塊分別與所述VCC電源引腳相連，由寬范圍IO電源電壓供電，所述CPU、所述存儲器及所述數(shù)字功能模塊由芯片內(nèi)核電路電源供電。

所述超小規(guī)模異步電路使用高壓器件和異步電路來實現(xiàn)，所述超小規(guī)模異步電路還與所述待機喚醒功能引腳及所述其余功能引腳相連。

所述模擬電路模塊內(nèi)部設(shè)計了電源開關(guān)，當所述MCU芯片進入待機時，所述模擬電路模塊內(nèi)部的電源開關(guān)都被關(guān)閉。

本實用新型的有益效果是：電路結(jié)構(gòu)簡單、電路規(guī)模較小且能將MCU芯片的待機功耗降低至約30nA的降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本實用新型降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖2為本實用新型降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)的工作流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，圖1為本實用新型降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖，本實用新型降低MCU芯片待機功耗的系統(tǒng)包括MCU芯片、與MCU芯片相連的VCC電源引腳、待機喚醒功能引腳及其余功能引腳，MCU芯片包括用于待機時工作的超小規(guī)模異步電路、與超小規(guī)模異步電路相連的LDO穩(wěn)壓器、與LDO穩(wěn)壓器及超小規(guī)模異步電路相連的CPU、與LDO穩(wěn)壓器相連的存儲器、與LDO穩(wěn)壓器相連的數(shù)字功能模塊及與超小規(guī)模異步電路相連的模擬電路模塊。

其中，超小規(guī)模異步電路、LDO穩(wěn)壓器及模擬電路模塊分別與VCC電源引腳相連，由寬范圍IO電源電壓供電，CPU、存儲器及數(shù)字功能模塊由芯片內(nèi)核電路電源供電；超小規(guī)模異步電路還與待機喚醒功能引腳及其余功能引腳相連。超小規(guī)模異步電路無需時鐘信號，模擬電路模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、傳感器等電路子模塊。

超小規(guī)模異步電路在MCU芯片進入待機時，完成MCU芯片所有功能引腳狀態(tài)的鎖存控制，模擬電路模塊的關(guān)閉以及LDO穩(wěn)壓器的關(guān)閉；并在外部喚醒事件產(chǎn)生時異步地響應(yīng)并開啟LDO穩(wěn)壓器，開啟模擬電路模塊以及釋放功能引腳的鎖存狀態(tài)，超小規(guī)模異步電路使用高壓器件和異步電路來實現(xiàn)以降低其漏電電流。

LDO穩(wěn)壓器在MCU芯片待機時處于關(guān)閉狀態(tài)，從而使得所有工作在芯片內(nèi)核電路電源下的電路(CPU、存儲器、數(shù)字功能模塊)幾乎無電流消耗。

模擬電路模塊內(nèi)部設(shè)計了電源開關(guān)，當MCU芯片進入待機時，所有模擬電路模塊內(nèi)部的電源開關(guān)都將關(guān)閉以實現(xiàn)極低的模擬電路漏電。