现阶段产品设计工程师面临到的挑战在于,产品运算效能与功耗是成正比,意味着,若是产品功能越强大,相对就更加耗电。这对物联网(IoT)各项应用装置,如智慧电表、穿戴式装置或工业感测器系统等,须以电池供电、供电时间又需长达数天、数月到数年的低耗电产品而言,只能尽可能减少其功能,以免耗电过多。反之,则必须抱着装置须时时充电或更换电池的心理准备。
但随着智慧化风潮兴起,各类物联网装置的“智慧”得越来越高,阳春型的产品即使可省电,却已渐渐不敷使用,产品功能阳春,对使用者而言,需要安装更多装置,不仅麻烦,所需花费的成本相对反而较高。这样的趋势为工程师带来两难,所幸微控制器(MCU)厂商开发新的低功耗技术,为工程师解决燃眉之急。
意法半导体(STMicroelectronics)微控制器产品行销经理Jean-Julien Pegoud表示,目前,32位元微控制器大多采用ARM Cortex-M核心,根据每种不同核心如M4、M3或M0的特性,而有低功耗、高运算能力或通用型的区别,而Cortex-M4核心代表的就是高运算能力的微控制器,其功耗自然无法较Cortex-M0核心来得低。
不过,这样的情况已有突破。意法半导体利用该公司开发的多项低功耗技术,包括依照不同处理需求调整功耗的动态电压调节、内建FlexPowerControl的智慧架构与7个子模式选项的电源管理模式,其中包括睡眠、待机及最低功耗30奈安培(nA)的关机模式,成功降低Cortex-M4核心微控制器的功耗。加上自适应实时加速器(ART Accelerator,Adaptive Real-Time Accelerator)技术,意法半导体新系列微控制器可在零等待状态下执行快闪记忆体内的代码,处理性能达100DMIPS,可谓兼备高运算效与能低功耗。
拥有高效能与低功耗的微控制器,即可开发需连结较多感测器数量的智慧周边设备,如智慧联网(Smart Connected)和物联网产品应用,也可用于各种工业、穿戴式医疗装置与消费性电子等智慧产品。
值得注意的是,虽然拥有低功耗特性,但高效能、低功耗的Cortex-M4微控制器并非以取代 Cortex-M0微控制器为目标。Pegoud强调,高效能、低功耗优点兼备的微控制器是为让更多需要此特性的终端应用产品能顺利面市,极低功耗的Cortex-M0微控制器仍有其相当大的市场价值,因此并不会有取代效应或市场重叠的问题。