低功耗测量 - 引脚的处理

低功耗测量 - 引脚的处理

提出问题

datasheet上的数据是在理想情况下测定的, 使用验证系统专门的EVB电路板, 除电源引脚之外的所有引脚都同外部电路系统断开, 不用担心信号引脚向外部的漏电流, 即使使用粗糙的软件也能测得极限电流. 但在实际的开发板上, MCU的引脚都已经接好在外部电路中, 不便拆除, 此时再调试低功耗重现极限值, 就需要在软件上特别注意. 在已经接好外部电路的电路板上测量MCU的低功耗极限指标(休眠状态下极低的电流消耗), 通常是一件非常麻烦的事情.

整个电路系统的电流是从VCC到GND的流动的, 板子上所有电路的电流都是从总电源的VCC流出, 经过各个部分的电路之后, 从总电源的GND回收回去. 测量MCU的功耗, 实际是测从MCU芯片这一通路流经的支流, 在MCU内部还区分不同的电源域, 数字电源部分, 模拟电源部分, 及一些其它专用的电源(例如RTC等). MCU的电流越小, 说明MCU对整个电路系统耗电的影响更小. 但要注意, 这也仅仅是MCU一脉的电流. 从应用上看, 优化整个电路系统的功耗特性才是最终的目标, 毕竟电池不可能仅给MCU供电, 而仅给MCU供电也不能让整个电路系统实现有意义的功能.

引脚的变化会体现出电流的消耗, 因此, 处理引脚问题将会是避免额外漏电流的一个重要的考虑方向.

见招拆招

这里是笔者在测量低功耗实验中处理引脚问题时总结出的几个要点.

尽量断开能断开的引脚

设计有低功耗测量要求的电路板时, 会用一些跳线帽将附加的电路单元隔离开, 此时能拔掉就拔掉吧, 尽量让大多数引脚悬空(不连任何可能直接或者间接通向GND的线路)

在项目上用的电路板中, 如果用不了那么多引脚, 直接悬空也是一种可行的设计. 但如果考虑电磁干扰问题的影响, 也可以将无用的引脚接地, 相当于是增大了芯片的接地点, 减少来自于电磁辐射产生的错误输入从而不断翻转芯片内部的检测电路产生额外功耗.

特别注意,