应对国网低功耗要求 企业巧出妙招

中心议题：
    *  各企业巧妙解决低功耗问题

中国国网新标准规定，在电池供电的情况下，智能电表需要维持5年的正常运作，因此低功耗逐渐成为智能三表产品非常重要的技术要求。可以说，低功耗是智能三表目前的热点话题及挑战之一。在应对市场对智能三表低功耗的需求中，企业巧出妙招，为低功耗开出自己的处方。

在功耗方面，华润矽科主要通过降压和减流来降低功耗。所谓降压就是通过降低系统工作电压来达到降低功耗的目的，目前华润矽科已经推出和规划中的计量 SOC电路都是工作在1.8V/3.3V模式下，这比传统的5V供电或者纯3.3V供电的系统都要分别省电50%和30%。所谓减流就是在降低工作电流上 下功夫，目前通过华润矽科独具特色的硬件低功耗设计技术，软件控制低功耗工作模式，以及降低重要模块如RTC模块工作电流的方法，使得系统在电池供电情况 下功耗能进一步减少10-20%。

深圳芯海科技有限公司总工程师李向锋认为，“低功耗”一直是困扰“三表”行业的难题。芯海目前在低功耗领域已经积累了丰富的经验，采用自主RISC内核的SOC在太阳能秤、脂肪秤、便携式医疗器械等方面大量应用。今后，芯海会逐步将低功耗技术向智能电表领域转化。
 
“我们要特别强调, HT67Fx0系列是采用Tiny Power结构设计的Flash Type MCU, 支持Normal, Slow, Idle, Sleep四种工作模式, ”盛扬半导体产品二处李文义处长表示，“系统频率可以高低频切换, 达到最低功耗最高工作效能. HT16C2x也是低功耗的peripheral IC, 都非常适合用在电池操作的系统中。”

为了实现同类产品最低功耗和最优化无线连接，Silicon Labs F96x和Si102x/3x系列产品实现了三个主要的系统级创新：

a. 针对电池供电系统提供极佳的能量转换效率。来自电池的能量转换效率越高，作为热消耗的能量就越少，从而降低系统功耗并延长电池寿命。F96x和 Si102x/3x系列产品片上DC-DC降压转换器与线性稳压器相比有很高的电压转换效率，能量转换效率可高达85%。片上降压转换器可提供高达 250mW的输出功率，不仅为系统中的MCU提供能量，也可以为其他系统提供能量。Silicon Labs是首家把省电型DC-DC降压转换器集成到MCU的半导体公司，这不仅带来极佳的能量转换效率，也能减少器件数量和BOM成本;

b. 减少工作模式时间。由于MCU在工作模式下消耗功率最大，因此F96x和Si102x/3x芯片采用多种创新，以减少在活动模式下的运行时间。芯片上带有 硬件加速模块的专用分组处理引擎(DPPE)使RF消息处理速度提高五倍，并允许CPU在转换过程中处于空闲状态，从而减少CPU工作时间和电池的电流负 载。 MCU还具有低功率脉冲计数器，可在CPU休眠模式下自主运作。片上脉冲计数器尤其适用于公用仪表应用，可使用脉冲序列或开关切换监测流体流量;

c. 降低休眠模式功耗。新型MCU集成了业界最低功耗实时时钟(RTC)，休眠模式下比其他MCU功耗降低40%。在3V供电电压下，MCU仅需400nA休 眠电流(RTC运行)或70nA休眠电流(RTC没有运行)。此外，在最小供电电压下，具有超低的10nA休眠电流模式。MCU还提供业界最快的2μs休 眠唤醒时间。依靠最先进的低功耗设计技术，基于F96x和Si102x/3x系列产品的系统能支持长达20多年的电池寿命。

通过持续不断的减少系统整体功耗，此系列MCU能帮助开发人员减少使用在嵌入式系统中的电池尺寸和成本，显着延长电池寿命，同时也带给终端产品业界领先的RF性能。

低功耗半导体技术和工艺发展很快，从微米提高到纳米级，可提供各种功耗等级。同时，芯片的低功耗设计也很重要。深圳市力合微电子有限公司总经理刘鲲博士指出，要切实根据 实际应用对芯片或电路模块的功耗要求，去优化芯片的设计，并选择合适半导体工艺进行芯片的生产，以满足实际应用所要求的指标。