IoT(Internet of things)，物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)辟了大量新應(yīng)用，并產(chǎn)生了更多對(duì)監(jiān)控或者控制功能的渴望。不幸的是，功耗也隨著功能的增加而增加。這是考慮整個(gè)系統(tǒng)功耗需求的出發(fā)點(diǎn)。大量的功能模塊消耗很大的電流。幸運(yùn)的是，并非所有功能都需要在最大的功耗模式下持續(xù)工作。那么目標(biāo)就是關(guān)閉當(dāng)下不需要的一切功能以減小功耗。一個(gè)設(shè)備始終一直在工作的就要求超低功耗。可以考慮使用RTC，因?yàn)镽TC實(shí)時(shí)時(shí)鐘是一直在工作的。

01電流消耗

今天一切都聲稱是低功率（LP）。下一代應(yīng)用程序可能只有輕微的功率減小就已經(jīng)貼上了低功率LP標(biāo)簽。對(duì)于電池供電的系統(tǒng)，必須考慮實(shí)際的電流消耗與電池容量的關(guān)系。

可穿戴式，便攜式和許多IoT應(yīng)用被迫使用最少的能量以減小功耗。利用低電壓電源是一個(gè)很好的起點(diǎn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)耗散都具有歐姆特性。選擇并優(yōu)化電路以實(shí)現(xiàn)最低功耗。不同元件的比較說(shuō)明了單個(gè)電流消耗的大?。?a target="_blank">微控制器單元（MCU）不需要連續(xù)運(yùn)行！

02電流消耗隨時(shí)間變化

示例：無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊。功能：根據(jù)控制系統(tǒng)的變化定期檢查傳感器，并且將大偏差值傳輸?shù)交尽＃↖mplementation A）在典型情況下，動(dòng)作發(fā)生在時(shí)間a）的隨機(jī)點(diǎn)。動(dòng)作b）消耗最大電流。微控制器c）一直在運(yùn)行以及時(shí)準(zhǔn)備好以捕獲必要的動(dòng)作。集成在微控制器d）中的RTC允許對(duì)動(dòng)作加時(shí)間戳。e）顯示了總的電流消耗。

借助LOW POWER RTC模塊(Implementation B），微控制器僅定期起來(lái)查看是否有動(dòng)作要處理c''），其他沒(méi)有事件處理的時(shí)間恢復(fù)到休眠模式，因此平均電流c''''）可能降低到技術(shù)上的最小值。在實(shí)際情況下，動(dòng)作時(shí)間（MCU處理事件）可能只是持續(xù)時(shí)間很短，只占整個(gè)時(shí)間段的一小部分，因此節(jié)省f）代表了主要部分。

03在系統(tǒng)級(jí)別上進(jìn)行低功耗劃分

在設(shè)計(jì)早期階段考慮供電架構(gòu)架構(gòu)是一種良好的做法。電源線應(yīng)按照不同功能塊可以完全關(guān)閉的方式進(jìn)行布線。

3.1過(guò)程監(jiān)視模塊的通用示例

a）理想情況下，所有傳感器都會(huì)連續(xù)激活（每秒1000次），但這是至關(guān)重要的嗎？仔細(xì)研究每個(gè)單獨(dú)的塊可以探索降低功耗的潛力，只需延長(zhǎng)采樣之間的時(shí)間。

b）傳感器1：只要溫度<55°C，每分鐘只需讀取一次。當(dāng)溫度高于55°C，必須每10秒檢查一次。

c）傳感器2：水位不能快速變化，因此每15分鐘檢查一次就足夠了。

d）通信：通信模塊將在固定時(shí)間每天通信一次，或者在參數(shù)超過(guò)臨界限值時(shí)立即通信。

3.2 關(guān)鍵點(diǎn)

關(guān)閉電源后，檢查所有線路的漏電流。標(biāo)準(zhǔn)FET開(kāi)關(guān)很容易泄漏幾μA數(shù)量級(jí)的電流。具有開(kāi)漏配置的通信線路也是潛在的漏電流來(lái)源。確保上拉電阻連接到控制器電源。用于開(kāi)關(guān)電源的二極管必須是低泄漏肖特基型。

必須關(guān)閉測(cè)試頻率輸出并配置為最低功耗。

04控制活動(dòng)級(jí)別

在以下情況下達(dá)到最低的系統(tǒng)功耗：

只有一個(gè)超低功耗設(shè)備始終保持開(kāi)啟狀態(tài)，控制定期喚醒并保持時(shí)間。

關(guān)閉所有其他塊，如果不可行，該模塊需要進(jìn)入休眠狀態(tài)或最低功耗空閑模式。這可能意味著>> 95％的時(shí)間內(nèi)唯一的需要供電的電路是RTC模塊。

05選擇關(guān)鍵器件

5.1EPSON的RTC模塊

EPSON的RTC模塊優(yōu)于具有單獨(dú)Xtal的通用RTC，尤其適用于物聯(lián)網(wǎng)和電源關(guān)鍵應(yīng)用。以EPSON的RX8010SJ為例，將RTC電路與32 kHz晶振集成到模塊中，最少具有如下的優(yōu)勢(shì)：

1.高可靠性及穩(wěn)定性，采用內(nèi)置32.768KHz晶體, 減輕用戶對(duì)電路匹配的負(fù)擔(dān)和環(huán)境對(duì)晶體電路的影響。

2.軟件對(duì)于系統(tǒng)的工作狀態(tài)需要進(jìn)行監(jiān)控，以保證數(shù)據(jù)的正確和可靠性。8010 提供一個(gè)標(biāo)志 VLF，該標(biāo)志位的主要功能是檢測(cè)內(nèi)部晶體是否停振，當(dāng)系統(tǒng)受到干擾或重新上電復(fù)位，VLF 就有可能被置位。獨(dú)立的RTC模塊可以作為完全獨(dú)立的看門(mén)狗來(lái)監(jiān)控執(zhí)行期間的軟件。

3.SOP 8 小型化封裝, 引腳兼容NXP, Maxim/Dallas等多家RTC. 用戶可再現(xiàn)有的電路上方便應(yīng)用測(cè)試。

4.由于振蕩器電路采用密封封裝，外部無(wú)法觸及高阻抗觸點(diǎn)，因此可承受惡劣的環(huán)境條件，如潮濕和灰塵污染。晶體和RTC電路的距離非常小降低了對(duì)雜散信號(hào)耦合的敏感性。

5.時(shí)鐘精度5 /-23PPM,由EPSON工廠出廠時(shí)每片調(diào)整,以保證精度要求。

5.2作為RTC的備用電源，紐扣電池也很受歡迎

例如松下的一次性紐扣電池CR2032，它的特性如下:

· 體積?。?20毫米，厚度3.2毫米

· 恒定電源電壓：3.0 V

·容量：225 mAh

·高可用性

·知名品牌：Panasonic