1  引言
在“2009数字家电节能降耗技术研讨会”上，香港微芯技术有限公司（Microchip Technoloy Inc.）Kansan Wang工程师作了《最新超低功耗MCU助您提升家电能效》报告，根据讲稿提纲，整理成文，以飨读者。
2  低功率趋势和绿色倡议
2.1 低功率趋势
我们的顾客持续要求较低的功率损耗。
(1) 电池应用的持续增长。
(2) 绿色倡议：增加对低能量消耗的管理，特别在家用电器。
(3) 应用的主要目标：家用电器，计量器，触摸屏，安全和保护物，显示器，消费用户，USB。
2.2 绿色倡议
2.3.1 环境影响增加
(1) 绿色家庭气体的散发。
(2) 变热和反常气候。
(3) 由于发展中国家的快速发展，在下个10年对于能量和供给缺口高涨的需要。
2.2.2 我们能够对付
(1) 低碳的足迹。降低能量消耗。
(2) 更高效率家用电器。在典型的家庭，空调器，发光体（光源）和冰箱功率消耗>70%。
(3) 可以依靠减少功率。在可以依靠的模式，大约5~10%功率是被消费的。
2.3 更高效率的家用电器
2.3.1 能量效率要求
(1) 美国：能量星标记，总统领先起动，2011年准备新的标准。
(2) 加拿大2011年1月1日有效，提高空调器能量效率10%。
(3) 欧盟：2012年新能量标记，例如超过A级。
(4) 中国：新的空调器能量标准。并扩大能量标记要求到感应炊具，热水器等。
(5) 新加坡：不迟于2011年，空调器和冰箱销售必须符合能量标准详细说明。
2.3.2 更加增进环境友好
2.3.3 R410A致冷剂
引导空调器新的设计和新的结构。
3  Eco计划和可以依靠的1瓦
3.1 Eco计划
3.1.1 对于能量 - 应用产品欧盟指令2005/32/EC
(1) 2009年1月形成。
(2) 目标是增加能量效率贯穿产品的寿命周期，集中在设计阶段。
(3) 影响家用电器宽阔的范围。
3.1.2 推动欧盟规章
(1) 可以依靠的能量产品的损耗和断开模式。
(2) 对于电视机，冰箱/冷藏箱，洗涤机和桶式洗衣机，新的能量标准和标记。
3.1.3 进行下列研究
(1) 水加热器，舒适的风扇。
(2) 住家空调器，真空干燥器，洗衣房干燥剂，DVD唱机，和更多的数量。
3.2 可以依靠的1W
3.2.1 欧盟最迟的强制性的功率要求(1275/2008)
表 1  极端可以依靠的功率消耗
最后期限 规范
2010年1月1日 1W   可以依靠的模式
2W   可以依靠的模式（W/显示）
2013年1月1日 0.5W 可以依靠的模式
1W   可以依靠的模式（W/显示）
3.2.2 几乎影响全部家用电器
洗涤机，烹调器具，咖啡器具，电视机，炉灶，微波，烤面包器具，刻度尺等。
3.2.3 其他国家类似的趋向
(1) 加拿大2010年复盖电视机，紧凑的音频和DVD唱机。
(2) 澳大利亚2012年宣布对电器意图管理。
(3) 美国、韩国、台湾和中国考虑管理。
4  作用于功率消耗量的因素
4.1 功率下降模式
(1) 睡眠电流。
(2) 睡眠时间。
(3) 实时时钟。
(4) 看门狗定时器。
(5) 把复位的灯光弄暗淡。
(6) 引脚泄漏。
4.2 中间体
唤醒时间。
4.3 有效模式
(1) 动态电流。
(2) 执行时间。
(3) 功率处理模式：a. 时钟开关；b. 空转模式。
图1示出功率下降模式图。
平均能量消耗∝VDD×（I有效值×t有效值+I功率下降×t功率下降）
5  毫微瓦微处理器×LPTM
5.1 应用需求对毫微瓦×LPTM的技术特征
5.1.1 典型应用要求
(1) 长的电池寿命。
(2) 坚定和可靠的。
(3) 必须定期完成特定任务。
5.1.2 毫微瓦×LPTM技术
(1) 对于低功率和低电流微处理器(MCUs)新的行业基准程序。
世界上最低睡眠电流，在许多标准中相对要高出MCUs 5~7倍。
(2) 超低功率消耗由于：a. 新的低功率模式；b.对较低功率的模数重新设计；c. 低的泄漏门电路设计和新的/改进过程技术。
5.2 16位毫微瓦×LPTM微处理器
5.2.1 世界上最低睡眠功率微处理器(MCUs)，电流下降到20nA。
5.2.2 16位新设计
可用的经过二个8位族和一个16位族。
5.2.3 对于电池动力或者功率被约束应用的完美典型。
5.2.4 为了移动容易，周界和器具适合低的功率特征。
5.2.5 行业指导整合低功率
USB和m触摸容量感应。
5.3 毫微瓦×LPTM微处理器文件夹
6  现行模式能量消耗
6.1 影响能量消耗要素
(1) 运转/动态电流，IDD。
过程技术、结构和其它因素的影响。
(2) 执行时间。
(3) 电压。
能量消耗=执行时间×有功电流×电压
6.2 可靠的执行意味着较少时间延缓唤醒
(1) 潜在低的有功功率。
(2) 影响执行时间的要素：a. 单周波指令；b. 指导设备结构；c. 时钟频率。
7  行业标准履行基准程序
7.1 执行时间
PIC® MCU执行这些算法的50%，比最近的竞争的极端低功率MCUs要快50%！
图2示出标准执行时间与算法的关系图。
7.2 能量消耗
PIC® MCU较快的执行，解释低能量消耗。
图3示出标准能量消耗与基准程序算法的关系图。
8  功率下降模式
8.1 功率下降模式的选择
8.1.1 在有些毫微瓦×LPTM计划，两种功率下降选择有效的。a.睡眠；b.深睡眠。
8.1.2 两种应用方案
(1) 非常可靠采用睡眠模式。a. 时间的大部分是睡眠；b. 每秒钟醒来变化过程计算时间到那时间回复睡眠。
(2) 具有RTCC非常可靠采用深睡眠模式。a. 时间的大部分睡眠；b.醒来变化过程计算时间一次每小时，每日等。
8.2 睡眠对深睡眠比较
表 3  低功率模式表
低功率模式 睡眠（保留RAM） 深睡眠
定义 芯子有动力装置隔离，有周界能够应用，保留RAM。 芯子，周界和SRAM动力装置隔离。
唤醒尖 RTCC。
看门狗定时器。
把复位弄暗淡。
遮断引脚。
极端低功率醒来。
功率-接上复位。
引脚复位。
周界。 RTCC。
看门狗定时器。
把复位弄暗淡。
遮断引脚。
极端低功率醒来。
功率-接上复合。
引脚复位。
醒来时间 较短（典型1~5μs）。 较长（醒来类似POR）。
引脚状态 维持。 维持。
RAM状态 维持。 维持。
高温度 由于泄漏IPD增加。 有意义地IPD没有变化。
PIC16LF72X-IPD 20nA -n/a
PIC18LF46J11/50-IPD 54nA -n/a
PIC18F46J11/50-IPD 3.1μA 13nA
PIC24F16KA102-IPD 25nA 29nA
图 4 示出睡眠与深睡眠比较图。
9  电池寿命影响
图5示出电池寿命图。
10  概要
(1) 毫微瓦×LPTM技术实现世界上最低睡眠功率微处理器(MCUs)，电流小到20nA。
图6示出毫微瓦×LPTM能量消耗图。
(2) 始终如—低功率特色，周界和器具，移动容易。
(3) 行业引导低功率一体化。
USB和m触摸屏容量感应。
(4) 在家用电器提高低功率的设计。