DIGITAL
LOW POWER MCU
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- ELETTRONICA OGGI 439 - SETTEMBRE 2014
consumi; essa garantisce il più elevato rapporto numero
di istruzioni per mW. La latenza per gli Interrupt è di soli
5 cicli macchina e le prestazioni di elaborazione raggiun-
gono valori di 1,54 DMIPS per MHz e 3.08 Coremarks per
MHz.
L’elevato numero di BUS di sistema, capaci di lavora-
re in modo concorrente e con accesso contemporaneo,
consentono il trasferimento simultaneo di dati tra CPU,
FLASH, SRAM e periferiche. Queste caratteristiche assi-
curano una consistente riduzione dei “colli di bottiglia” nel
momento in cui la CPU si risveglia da una qualsiasi delle
modalità di basso consumo. Grazie al controllo diretto di
tutte le fasi del processo è possibile controllare tutte le
fasi del prodotto che vanno dalla progettazione fino alla
produzione e al testing in linea.
Come già detto precedentemente la CPU dispone di tre
diverse modalità operative: High Speed, Middle Speed e
Low Speed.
Ognuna di queste modalità operative consente l’utilizzo
di un set di moduli periferici differenti. Di conseguen-
za è necessario applicare alcuni vincoli. Ad esempio la
disponibilità di alcuni oscillatori, del circuito PLL, della
programmazione della memoria FLASH e alcune frequen-
ze di clock per le periferiche dipendono dalla modalità
operativa selezionata. D’altra parte la tensione di alimen-
tazione non viene influenzata dalla modalità operativa se-
lezionata. La completa operatività è sempre assicurata all’
interno dell’intera gamma di tensione che va da 1.8 Volt
fino a 3.6 Volt a prescindere che si lavori in modalità High
Speed, in modalità Middle Speed oppure in modalità Low
Speed (Tab. 1).
Oltre alle tre modalità operative appena descritte i micro-
controllori della famiglia Renesas RX100 forniscono le
già menzionate modalità di basso consumo: Sleep, Deep
Sleep e Software Standby. In ognuna di queste modalità
alcune delle funzioni sono sospese oppure sono spente,
questo consente di ottenere un risparmio nel consumo di
corrente differente a seconda della modalità di basso con-
sumo selezionata. Di seguito i dettagli (riassunti in Tab. 2):
Sleep Mode: solo la CPU è ferma mentre tutti i dati riman-
gono memorizzati e tutte le periferiche rimangono pro-
grammate. Questo riduce il consumo di potenza dinamico
della CPU, un fattore significativo se paragonato al con-
sumo totale del microcontrollore [circa – 30 %]. La CPU
si risveglia da questa condizione operativa in soli 0.21 μs
quando opera a 32 MHz.
Deep Sleep Mode: CPU, RAM e FLASH sono ferme mentre
tutti i dati rimangono memorizzati. Quando il clock prin-
cipale selezionato è 32 MHz e molte periferiche sono at-
tive, il consumo si riduce a soli 4.6 mA. In questo caso ci
vogliono solamente 2.24 μs per risvegliare la CPU dalla
modalità Deep Sleep e per farla entrare in Run mode.
Software Standby Mode: il circuito PLL e tutti gli oscilla-
tori, esclusi il sub clock (32.768 kHz) e IWDT (Watch Dog
con oscillatore Indipendente), sono fermi. Quasi tutte le
parti interne di RX100 così come CPU, RAM, FLASH, DTC
e periferiche sono ferme, mentre tutti i dati e tutte le ini-
zializzazioni vengono mantenuti. Il circuito di Power On
Reset (POR) resta operativo cosi come, se necessario, il
circuito di Watch Dog (iWDT), quello di Real Time Clock
(RTC) e il circuito di Low Voltage Detection (LVD) possono
restare attivi. Il consumo di corrente in questa modalità
varia fra i 350 nA e i 790 nA a seconda che i circuiti di LVD
e di RTC vengano utilizzati o meno.
In caso di risveglio utilizzando l’oscillatore Low Speed in-
terno (LOCO) a 4 MHz la CPU diventa operativa entro soli
4.8 μs mentre nel caso di risveglio utilizzando l’oscillatore
veloce a 32 MHz (HOCO) la CPU diventa operativa entro
soli 40 μs.
Tabella 2 – Tempi di risveglio e consumi
Tabella 1 –Modalità operative
