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低功率时钟选项——满足客户的低功率需求
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低功率时钟选项——满足客户的低功率需求 首页 > 业绩展示 > 国际业绩
本文摘要:大大快速增长的较低功率电子设备市场需求在消费、工业和汽车市场的各个角落随处可见,无论应用于是由市电供电还是电池供电。

大大快速增长的较低功率电子设备市场需求在消费、工业和汽车市场的各个角落随处可见,无论应用于是由市电供电还是电池供电。大大下跌的能源成本、更高的竞争基准拒绝和日益严苛的法律掌控只是对近期一代电子产品明确提出更高功效拒绝的几个要素。通过了解到近期的微控制器(MCU)的核心,就有可能彻底构建低功耗。

本文一开始再行讲解了飞思卡尔MC9S08系列产品获取的几种有所不同时钟模块,然后详尽讲解了多功能时钟发生器(MCG)获取有所不同时钟选项。这种发生器是当今系列产品中最灵活性的模块。本文向读者讲解时钟自由选择对于在应用于中构建较低功率运营是多么最重要。

本文讲解了MCG的工作原理,并详尽讲解了协助降低功耗的一些属性,如锁相环(PLL)、锁频的环(FLL)、方波系数,最后辩论了这些属性如何影响时钟的精确性。时钟考虑到时钟负责管理在整个CPU和其他MCU外围设备中获取基本定点和实时信号。时钟信号由外部源(如水晶)或内部源(如RC电路)获取。

应用于将最后确认使用哪一种时钟源,因为每一种时钟源都有自己的优势。彻底谈,MCU的时钟速度就越慢,该设备的功耗越高,反之亦然。为了缩短电池供电设备的寿命或者设计更加小巧、更加非常简单的电源(针对市电供电应用于),减少微控制器的功耗十分最重要。

时钟只是微控制器中影响功耗的众多特性之一。飞思卡尔的多功能时钟发生器在飞思卡尔的8位MC9S08系列产品中,您可以使用内部时钟源(ICS)、内部时钟发生器(ICG)或多功能时钟发生器(MCG),明确各不相同用户自由选择哪种MCU。在使用飞思卡尔设备的各种应用于中,有3种模块可以用来反对这些应用于。每一种时钟模块都具备相近的属性,ICS可以被看做是ICG的一个子集,MCG可以被看做是ICS和ICG的拆分。

MCG在设计时充分考虑了高端应用于的市场需求,而ICS则恰恰相反,它合适体积较小、对成本脆弱的MC9S08设备。尽管MCG可获取最普遍的功能,但有时融合用于ICS和ICG有可能并不适合,因为某些应用于有可能只必须ICS和ICG分别获取的功能。表格1对这3种时钟模块展开了非常简单对比。

1具有ICS的模块有可能不包括振荡器,因为它们有可能没充足数量的针脚。在没外部时钟源的情况下,模块只有3种运营模式。

2这些不还包括重开模式。由于功能的减少,MCG是3种模块中功能最少的模块。

PLL、FLL、内部或外部分解的参照时钟可以为用户获取多种自由选择。图1表明了MCG的结构图。

PLL电路可以为设计人员获取精度最低的时钟解决方案。它使用了外部振荡器,但内部参照时钟可以最大限度地节约功率。

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因此我们可以使用8种有所不同模式运营该模块。用户可以在他们的应用于中随时在这些模式之间转换:FLLEngagedInternal(FEI)FLLEngagedExternal(FEE)FLLBypassedInternal(FBI)FLLBypassedExternal(FBE)PLLEngagedExternal(PEE)PLLBypassedExternal(PBE)BypassedLowPowerInternal(BLPI)BypassedlowPowerExternal(BLPE)每一种运营模式的全部细节不出本文辩论范围之内,但有关MCG运营模式的信息可以从飞思卡尔技术培训中心(http:///training)获取的MC9S08MCG在线培训资料中提供。根据MCG反对的应用于的有所不同,上述每一种模式都具备它们独有的优势。

有所不同运营模式的功耗彼此之间完全相同。我们可以这样说道,使用内部组件的模式所消耗的功率多于使用外部组件的模式。而MCG还包括两种专门为较低功率应用于设计的模式旁通低功耗内部(BLPI)和旁通低功耗外部(BLPE)。

驱动BLPI模式的总线频率要比BLPE模式较低,因此BLPI模式消耗的功率大于。图2总结了每一种运营模式的功耗。旁通低功耗运营模式在这些模式中,FLL或PLL被旁通,系统时钟源从内部时钟(BLPI)或外部参照时钟(BLPE)中取得。要理解牵涉到旁通锁环电路的低功耗运营模式,我们不应留意PLL/FLL的运营方式。

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PLL有输出时钟信号必需经过的几个阶段,如图3右图。PLL的目的是大大对比输出信号的振幅和输入信号的振幅并调节经常出现的任何差异,从而维持频率信号。一般而言,PLL还包括一个振幅检测器、较低通过滤器和电压掌控振荡器(VCO)。

振幅检测器对两种输出值的振幅展开对比并获取与振幅差异成比例的输入,然后这些输入通过较低通过滤器过滤器。VCO负责管理将频率输入转换成振幅输入,最后一个阶段获取输出对系统(胜的),以便新的开始整个过程。很显著,维持十分准确的时钟源的过程有可能必须大量功率。

FLL的运营方式略为有有所不同,它可以瞄准频率而不是振幅。因此旁通PLL(或FLL)阶段并用于外部/内部时钟源消耗的功率更加较低,但代价是整体时钟精确性的上升。

必要时钟源的精确性由水晶(外部源)或RC电路(内部源)的质量要求。这些低功耗旁通模式可以更进一步降低功耗,因为它们运营时不必须启动后台调试通信(BDC)设备。这意味著这些运营模式下无法展开调试。然而,如果必须BDC,该模块不会自动转换到可处置BDC的必要旁通运营模式(即FBE、FBI或PBE)。

由于PLL/FLL没运营,造成两种模式经常出现相同频率范围。在BLPI模式中,内部参照生成器相同为31.25kHz-39.06kHz,因此总体功耗低于。另一方面,BLPE模式的频率范围十分大(较低范围:32kHz-38.4kHz;低范围:1MHz16MHz),因为PLL/FLL会对外部参照频率原作任何容许。在MCG掌控寄存器2中,用户还可以自由选择总线分配器(BDIV)位功能,使时钟源可以除以1、2、4或8系数留意,更加较低的总线时钟速度可更进一步降低功耗。

MCG掌控寄存器2还包括其他基本位,使模块可以以低功耗运营。低功耗自由选择(LP)位掌控在旁通模式下否停止使用PLL(FLL)。这种具体操作已在前面辩论过。

该寄存器还包括一个高增益振荡器(HGO)自由选择位,可以掌控外部振荡器。用户定义设备否应该以高增益还是低功耗运营。

为了最大限度地降低功耗,低功耗模式将容许振荡器针脚上的电压转动,而高增益运营不会造就振荡器针脚上的轨至轨(rail-to-rail)电压转动。MCG寄存器的其他功能还包括MCG状态、掌控寄存器锁住遗失和时钟监控器位遗失。如果再次发生锁住/时钟遗失事件,这些功能不会启动时中断/废黜操作者。

重开这些功能可以更进一步降低功耗,但也不会减少系统的强劲韧性。结论MC9S08DZ系列产品中目前获取的MCG模块需要为应用于设计人员获取多种运营模式。

这些模式都具备有所不同属性,合适各种应用于。PEE模式可通过使用外部源(尽管是PLL)获取最低的时钟准确率,但代价是功耗最低。

忽略,BLPI模式下时钟速度最快,消耗的功率也低于。似乎,性能提升,功耗也不会适当减少。还有一些措施可以更进一步降低功耗,如重开时钟遗失和锁住遗失功能及利用总线频率分配器功能。

后一种属性可用作任何运营模式,可以协助减少功率而不必须利用旁通模式。


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