摘要: 随着万物都可互联概念的拓展和便携式可穿戴设施的疾速发展和遍布，微控制器单元MCU(Microcontroller Unit)行业不再以高速高数据吞吐量作为主要追求指标，而是开始更加关注低成本、低功耗以及在完成同样工作的前提下更长的待机时间。很多刷新历史记录... 展开 随着万物都可互联概念的拓展和便携式可穿戴设施的疾速发展和遍布，微控制器单元MCU(Microcontroller Unit)行业不再以高速高数据吞吐量作为主要追求指标，而是开始更加关注低成本、低功耗以及在完成同样工作的前提下更长的待机时间。很多刷新历史记录的超低功耗MCU解决方案不断出炉，相关技术指标的排行榜日新月异(比如ULPBench)，新的时代正在来临。 目前MCU业界主要采用的低功耗技术包括:降低各模块工作电压，采用多电压域设计，减小负载电容和信号翻转的频率，优化时钟结构和管理逻辑等来改进动态功耗;抬高N阱、源极电压，采用多门限电压VT(Voltage Threshold)单元，使用多种栅极宽度的单元和优化电源门控结构和管理逻辑等来减少静态漏电功耗。本课题主要通过研究恩智浦Kinetis系列超低功耗MCU（90nm工艺）的低功耗技术，提出改进意见，在综合考虑动态Dynamic Power和静态Static Leakage Power两类功耗的基础上，提出以下几个方面的优化改进方向: (1)时钟相关的动态功耗优化，包括时钟门控优化，时钟树优化等; (2)组合逻辑竞争和冒险造成的冗余动态功耗优化; (3)Kinetis超低漏电模式下的SRAM(Static Random Access Memory)保持和相关电路的低功耗优化; (4)DCDC(Direct Current to Direct Current)电源的引进和LDO(Low Dropout Regulator)综合使用以改进电源效率; 恩智浦Kinetis系列超低功耗MCU技术的相关改进和优化，可以显著改善芯片的动态工作功耗和静态漏电功耗，从而大幅度的延长以电池供电为主的便携式可穿戴设备的使用时间，以及即将大规模普及的物联网各节点设备的待机寿命，为全面信息化时代的来临提供了坚实可靠的解决方案。 收起