降低嵌入式医疗电子应用中的功耗.pdf

降低嵌入式医疗电子应用中的功耗 IMicrochip公司医疗产品部高级经理 SteveKennelly 摘要 ：在设计任何 电子设备时，低功耗都是追求的 目标之一 。就便携式医 设 。如果系统 中的某个单一外设需 疗设备而言 ，实现功耗 目标是成功开发产品的关键 因素。通过在单个器件 要消耗大部分 的功率 ，降低MCU 中以更高集成度集成多种功能的高级半导体 ，设计人 员可以极大地缩小医 的功耗对系统总功耗几乎没有什么 疗设备的尺寸，同时通过 降低 医疗应 用(包括植入 式设备、便携式设备、 影响。 家用设备和安全设备)中的功耗来延长它们 的寿命 。本文将说明设计人 员 作为一个设计规则 ，如果系 如何利用单片机(MCU)的高级功耗管理功能来降低 医疗应用中的功耗。 统使用 了MCU的 内部外设(如模数 关键词 ：嵌入式医疗 电子；功耗 ；MCU 转换器 或EEPROM)，则必须注意 降低功耗所涉及的设计问题 静态功耗是一项重要的品质指标 ， 它 的工作 范 围。如 果某些 外设 无 系统设计 人 员面 临着 紧凑式 可 以指示MCU在 低功耗应用 中的 法在MCU的整个工作 电压范 围 内 和便携式医疗 电子设备提 出的许 适 用情 况 。对于 一些采用 高级 处 工作 ，则系统 的工作 电压范 围将 多挑 战 。为低 功耗器 件设计 电源 理技术的MCU，在休眠模 式下耗 由外设 决 定 。同一设计规 则也适 可 能会非常棘手 ，因为设计人员 用 的 电流可低于50nA。为 了能够 用于所有外设 。在 下面几节 中， 需要考 虑系统 的电压 ／电流 需求 。 适应各种低功耗设计 ，有一点非常 将 介 绍 当前 市 场 上 推 出 的一 些 在许 多低 功耗 应用 中 ，电池 是主 重要 ，即MCU能在很宽 的电压 范 MCU系列产 品如何提供用于 功耗 要 电源 ，在化学 性 质 、性 能 、容 围内工作 。例如 ，在使用碱性 电池 管理的特殊功能 。 量 、尺寸 ／重量 和成本等方 面对设 时 ，它需要能够工作于1．8V，因为 计人员提出了许多挑战。例如 ，高 每节 电池 的端 电压为0．9V，且在应 降低功耗的方法 容量 电池的内阻较高，这使它们不 用 中通常使用两节 电池。选择可在 控制外设的功耗 适合于大 电流应用。而与尺寸类似 宽 电压 范围 内工作 的MCU可 以延 便 携 式嵌 入 式系 统功 耗 管 的高 内阻电池相 比，适合于大 电流 长便携式设备的使用寿命 。但是 ， 理 的核心原则是让Mcu能够控 应用 的 电池通常 容量 较 低 、重量 MCU的工作 电压 范围并不是 唯一