在面對非得延長電池壽命的需求時，很多系統(tǒng)設(shè)計(jì)師認(rèn)為單個芯片所消耗的功耗比兩個芯片要少。原由仿佛很簡單：芯片間通信比單個芯片工作消耗更多的功耗，兩個芯片上有更多的晶體管，因此要比有相同功能的單芯片有更多的漏電流。但功耗節(jié)省技術(shù)卻給這種傳統(tǒng)觀點(diǎn)迎頭一擊。

DSp設(shè)計(jì)師將更多的功能，如加速器、通信模塊和網(wǎng)絡(luò)外設(shè)集成到DSp芯片上，使芯片對工程師更為有用。但這種更強(qiáng)大的芯片在完成簡單的內(nèi)務(wù)管理或監(jiān)控任務(wù)時，會消耗比該任務(wù)所需更多的功耗。在多種情況下，設(shè)計(jì)師無法只啟用DSp芯片中所需部分的功能。

在某些使用中，微控制器（MCU）可執(zhí)行相同的系統(tǒng)監(jiān)控任務(wù)，而比DSp消耗更少的功耗。所以，雙芯片的架構(gòu)：DSp及MCU也是可行的。因此，使用一個低功耗DSp作為主解決器，另一個低功耗MCU作為系統(tǒng)監(jiān)控器，就可延長單個DSp完成相同任務(wù)所消耗的電池壽命。為了幫助節(jié)省功耗，工程師在選擇DSp時要考慮以下因素：

尋找較大容量的片上內(nèi)存。DSp訪問芯片外存儲器時總會消耗更多功耗。外部DRAM存儲要恒定的功耗，這會消耗電池的電能。

選擇一個可啟動和封閉外設(shè)的DSp。有一些DSp可對不活動的片上外設(shè)自動斷電，這種能力供應(yīng)了多種級別的控制和功耗節(jié)省。

選擇一個在不同功耗級別能實(shí)現(xiàn)多種待機(jī)狀態(tài)的DSp。多電源可節(jié)省更多能耗。

選擇供應(yīng)了能優(yōu)化功耗使用并降低功耗的開發(fā)軟件的DSp。工具應(yīng)讓開發(fā)人員輕松地動態(tài)改變芯片的電壓和頻率、管理電源狀態(tài)，幫助他們評估和分解功耗信息。

MCU消耗較少電流

在某些使用中的MCU中，低功耗的半導(dǎo)體工藝可降低晶體管漏電流，幫助芯片設(shè)計(jì)師優(yōu)化低功耗運(yùn)行。遺憾的是，低功耗工藝會限制MCU性能。例如，一個TexasInstrumentsMSp430MCU在待機(jī)模式下消耗500nA電流，最大時鐘頻率為16MHz。而TMS320C5506DSp運(yùn)行的最大時鐘頻率為108MHz，在待機(jī)模式下消耗10µA電流。這聲明它消耗了比MSp430高出20倍的電流。

從往日的發(fā)展歷程上看，一直由軟件控制內(nèi)部MCU外設(shè)，這聲明CpU總保持活動狀態(tài)。但新的中斷驅(qū)動（interrupt-driven）外設(shè)只要較少的軟件開銷，準(zhǔn)許MCU在多數(shù)時間保持待機(jī)模式。以內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）硬件為例，它可自動掃描輸入通道、觸發(fā)器轉(zhuǎn)換和執(zhí)行DMA傳輸，來解決接收的數(shù)據(jù)采樣任務(wù)。結(jié)果，ADC幾乎是自發(fā)地運(yùn)行，CpU只用很少的時間為其供應(yīng)服務(wù)，MCU節(jié)省了功耗。

多時鐘降低功耗要求

MCU的時鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可幫助降低功耗。圖1中的電路圖顯示了由單個晶體運(yùn)行的兩個時鐘。MCU通常使用一個32kHz晶體，但不一定會同時生成內(nèi)部時鐘信號、系統(tǒng)時鐘（MCLK）和輔助時鐘（ACLK）信號。通常，晶體只生成ACLK信號。MCU的低功耗外設(shè)使用同時驅(qū)動MCU實(shí)時時鐘的32kHz輔助時鐘，高速數(shù)字控制振蕩器（DCO）生成CpU和高速外設(shè)的系統(tǒng)時鐘信號。

DCO能以幾種方式生成時鐘信號，每種都有不同的性能和功耗特點(diǎn)。從低到高的功耗，這些時鐘模式有超低功耗振蕩器（VLO）、3kHz晶體到DCO。為了降低功耗，設(shè)計(jì)師在閑置模式下使用最低的時鐘（VLO或32kHz晶體），當(dāng)使用要CpU的活動解決時，實(shí)現(xiàn)了高頻DCO。DCO可在不到1µs的時間內(nèi)進(jìn)入活動狀態(tài)并達(dá)到完全穩(wěn)定。這種即時啟用的能力節(jié)省了時間和功耗。留意，在活動解決過程中使用低頻率的低功耗時鐘會比切換到更快的時鐘下消耗更多的的功耗。在較高的功耗活動模式下，低頻時鐘使CpU花費(fèi)更多的時間在特定的任務(wù)上。

除了對某些外設(shè)使用低速時鐘節(jié)省功耗外，MSp430MCU還供應(yīng)了超低功耗振蕩器來生成ACLK信號。在其待機(jī)功耗運(yùn)行模式（LpM3）下，在ACLK運(yùn)行和所有中斷啟用狀態(tài)下，MSp430MCU通常消耗不到1µA的電流。所以，低功耗的MCU在保持實(shí)時的時鐘或管理電池充電過程中比DSp消耗更少的功耗。而且，將這些任務(wù)交給MCU也可將DSp解脫出來，使其可執(zhí)行其擅長的的信號解決任務(wù)。

功耗節(jié)約卓有成效

工程師可看到雙解決器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)出色成效。試想有一依靠高端DSp來解決監(jiān)控任務(wù)的系統(tǒng)。該解決器很快就會用盡一個2，500mAh的鎳氫AA電池。倘若均勻電流消耗為10mA，兩節(jié)串聯(lián)電池在10.5天內(nèi)就會耗盡。雙解決器使用可將電流降低到1mA，使電池延長到120天。

雙解決器系統(tǒng)中MCU為降低功耗，所能解決的某些系統(tǒng)或監(jiān)控功能包括：

實(shí)時時鐘維護(hù)

電源排序

電源監(jiān)控與重置

鍵盤或人機(jī)接口管理

電池管理

顯示器控制

管理DSp電源

許多DSp要非得以固定的順序施加電源的多個電源軌，以保證DSp和外圍設(shè)備正常工作。通常，這些軌同時對核心（CpU）及DDR內(nèi)存和I/O設(shè)備供電。盡管專用器件可通過固定的順序?qū)Sp芯片施加電壓，但其不能執(zhí)行其它功能。較小的低功耗MCU可對電源電壓進(jìn)行排序并監(jiān)控，并執(zhí)行電源控制任務(wù)（圖2）。在此例中，軟件以適當(dāng)?shù)捻樞騿尤齻€電源穩(wěn)壓器電路。MCU使用其內(nèi)部ADC測試各個電源軌何時達(dá)到適當(dāng)?shù)碾妷?。?dāng)總電路不要DSp芯片時，MCU可以封閉穩(wěn)壓器以封閉DSp。

實(shí)際上，MCU可筆直與壓控制振蕩器通信來控制DSp的電壓和頻率，或與pLL通信控制DSp的時鐘頻率。因此，當(dāng)DSp完成計(jì)算密集的任務(wù)時，MCU可調(diào)節(jié)時鐘將DSp轉(zhuǎn)為待機(jī)模式以節(jié)省功耗。

雙向監(jiān)控準(zhǔn)許MCU測試DSp以了解其忙碌狀態(tài)。在此模式下，MCU作為智能控制器運(yùn)行。另一方面，DSp可對MCU進(jìn)行讀寫操作。所以DSp可依據(jù)使用的要，通知MCU降低或提高DSp時鐘。

利用MCU完成DSp通常在單個解決器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的其它任務(wù)，設(shè)計(jì)師還可獲得更多的好處。例如，在解決鍵盤操作時，MCU比DSp消耗更少的功耗。MCU只在測試到按鍵或釋放按鍵的動作后，才發(fā)送中斷信號到DSp。這種方式有助于戒備由擊鍵造成的過多電流消耗，該情況常常出今朝某些手持設(shè)備中。為了進(jìn)一步解脫DSp芯片的負(fù)荷，監(jiān)控MCU可供應(yīng)：

段式LCD的驅(qū)動電路

標(biāo)準(zhǔn)SpI、UART和I2C端口

用于射頻通信外設(shè)的接口

電池管理電路

通用I/O端口

對上述及往日提到的其它每種外設(shè)，MCU都可從低功耗模式自動啟動。因此，MCU不會繼續(xù)地輪詢外設(shè)來確定哪一個要服務(wù)，也不會消耗最大功耗來進(jìn)行該任務(wù)。外設(shè)會依據(jù)要啟動。

低功耗便攜使用中的每一個毫瓦都是十分珍貴的。最后，設(shè)計(jì)師非得依據(jù)對計(jì)算、測量和功能及運(yùn)行DSp或MCU間的全面考慮，來確定在使用中是使用一個還是兩個解決器。