老曲新唱“低功耗”

MCU知名厂商Microchip近日推出一款新的16位单片机产品PIC24F“GA3”系列，该产品采用了Microchip的超低功耗技术（XLP），通过扩展了灵活的休眠模式和增加外设接口等功能创造了业界同类产品功耗新低。低功耗和灵活、丰富的接口使之适合应用于消费类、工业、医疗，以及计量市场等。

                       图1 Microchip新的16位单片机产品PIC24F“GA3”系列

多年来，低功耗一直是所有电子产品一直追求的目标之一。随着节能环保意识的日渐强烈，降低功耗更是成了各个行业的首要任务，有时候降低功耗甚至比提高性能更显得重要。降低功耗的要求被贯穿到电子产品生产的各个环节，作为底层的半导体芯片也不例外。作为知名的MCU厂商，Microchip公司也在MCU低功耗的设计上花费很多心血。此次推出的新16位MCU所采用的超低功耗技术可谓将“低功耗”的老曲奏出了新感觉。

新16位MCU PIC24F“GA3”系列

Microchip 新16位MCU PIC24F“GA3”系列所采用的超低功耗技术包含几个方面的技术创新。首先，它将该MCU的工作电流降低至150μA/MHz，这是目前业内（16位闪存单片机）中最低的。据Microchip公司先进单片机架构部产品营销经理崔勇介绍，我们所熟知的以低功耗出名的TI的MSP430的工作电流是300μA/MHz。

此外，在待机模式上，Microchip为该产品增加了新的状态——低电压休眠状态，它介于睡眠与深睡眠状态之间，在该状态下，可以对RAM进行存取。在一般的MCU深度睡眠状态下，是无法对RAM进行存取活动的。但在很多应用中需要经常将数据存储在RAM中并时时读出数据，比如智能电网中的无线抄表应用，需要每15分钟存储一次电表数据并将抄出的数据传输出去。在这种情况下，如果每次存取都唤醒MCU将造成很大的功耗浪费，因此Microchip的低电压休眠状态针对这些应用的需求而设计。为了更好地配合低电压休眠状态，Microchip还为该MCU产品上增加了6路DMA通道，DMA是实现数据存取的硬件通道，数据从外设通过该通道传输到RAM上，无需干扰CPU，由此降低了CPU的负载和功耗。

                                    图2 PIC24F“GA3”系列架构图

此外，Microchip还为该MCU增加了VBAT电池备份引脚，通过提供单独的电池给时钟供电，这样当系统断电时，时钟仍能保持工作,，此状态下耗电量可以低到400nA。

除了低功耗的特点以外，PIC24F “GA3”也是Microchip PIC24产品系列里第一款带LCD驱动的芯片。它同时可驱动最多480 LCD段。而在目前市场上比较通用的LCD显示大概只有132段、96段或者160段。

崔勇强调，Microchip开发MCU功能都是基于市场需求的。这次新产品的目标应用覆盖了消费类产品、工业、医疗和仪表几个方面，这些都是对低功耗有很高要求的产品。其中一个比较重要的应用领域是智能电表。电表在停电的时候需要有备用电池的支援，从而保持实时时间。比如北京的热表、气表、水表等，在没有交流电供电时就一定要靠电池，因此低功耗非常重要。

PIC24F “GA3”的一个应用案例是恒温器。恒温器在深度休眠时，很多功能都被关掉，只能显示LCD结果，但是不能刷新屏幕。如果用Microchip的低电压休眠模式，就可以保证刷新LCD的数据。此外，和同类16位MCU相比，功耗会降低30%。延长了电池寿命，便有额外的供电能力去做RF或无线功能。VBAT单独的电池供电引脚可以节省电池更换时间。可以单独用纽扣电池给实时时钟供电，用额外的碱性电池给屏幕供电，因此可以保证在碱性电池用完换电池的时候，时钟不会更改。

Microchip MCU定位与发展策略

在ARM几乎要成为嵌入式系统领域的Intel的时代，Microchip 坚持做自己的PIC架构MCU显得格外独树一帜。崔勇指出，PIC架构是一个独特的工艺。Microchip坚持做基于自己架构的MCU拥有很多优势。它不仅可以控制自己的产品，还可以控制内核。它可以根据市场需求轻松调整。从用户的角度上看，他们不是要跟随潮流，而是要选择一个能够满足自己需求的可以实现差异化的解决方案。Microchip全线MCU产品都基于PIC架构，并且开发工具统一，研发团队稳定，这样非常方便用户移植和升级。

谈到8位、16位或32位单片机市场的发展趋势，崔勇指出，将来不会出现由一个细分市场占据主导地位的局面。虽然32位单片机的市场占有率正在迅猛发展，但是，8位/16位MCU在市场中的地位仍不可撼动，未来，它们仍将占据巨大的市场份额。Microchip在8位单片机市场占有巨大份额，而且还将继续在该领域投入大量资源，同时，16位和32位单片机市场也在迅速发展，更多产品即将推出。