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深圳市瑞申電子有限公司

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TLE7810特有的SBC低功耗設計方法

時間：2015-03-19 17:21:58 點擊：

摘要: 低功耗要求是嵌入式系統設計中普遍提出的要求，對提高系統的可靠性與穩定性有著重要意義。首先分析了單片機功耗的主要來源，然后研究了Infineon TLE7810單片機的低功耗設計方案，最后以電動車窗控制器為例介功率電感器紹了TLE7810低功耗設計方案的具體應用。

關鍵詞: 低功耗；TLE7810；單片機；嵌入式系統；系統基礎芯片

LowPower Design Based on TLE7810 SBC
Wu Zhihong, Zhu Miao, Zhu Yuan
(InfineonTongji Microcontroller and Embedded Systems Lab, SinoGerman College of Tongji University, Shanghai 200092, China)
Abstract： Lowpower requirements are common for embedded system design and 功率電感器are of significance to system reliability and stability. The main source of microcontroller power consumption is analyzed, then the lowpower design of Infineon TLE7810 is studied , and finally power window lift is introduced as its specific application.
Key words: lowpower；TLE7810；microcontroller；embedded system；system basis chip

引言

　　近幾年來，隨著電子技術、信息技術的發展和數字化產品的普及，嵌入式系統被廣泛應用到汽車工業、網絡、手持通信設備、國防軍事、消費電子和自動化控制等各個領域[1]。同時，嵌入式系統設計中的功耗問題也正受到普遍的關注。嵌入式系統一般是由電池來供電的，系統采用低功耗設計，常用電感器不僅能夠延長電池的壽命，而且可以降低系統的熱耗，對提高可靠性與穩定性有著重要意義。在這種應用背景下，Infineon、Freescale、Atmel、TI等知名單片機生產廠家紛紛推出功能強大的低功耗單片機。

1 單片機功耗的來源

　　單片機是一種集成度較高的芯片。通常，集成電路的功耗分為靜態功耗和動態功耗2部分。靜態是指“0”和“1”的恒定狀態，當電路沒有狀態翻轉時產生的功耗為靜態功耗；動態是指“0”和“1“的跳變狀態，當電路狀態翻轉時產生的功耗為動態功耗[2]。

　　目前絕大多數的單片機都采用CMOS工藝。CMOS電路為電壓控制型，一般情況下靜態功耗極小。它的動態功耗由瞬時導通功耗和電容充放電功耗2部分組成[2]。在單片機運行時，開關電路不斷地由“1”變“0”，由“0”變“1”，內部電容不停地充放電，要實現開關電路快速關斷和電容的快速充放電，需要比較大的動態電流[3]。因此CMOS的動態功耗要遠大于靜態功耗，是單片機功耗的主要來源。動態功耗主要受工作頻率和工作電壓的影響。

　　通過對單片機功耗來源的分析，可得出結論：要降低單片機系統的功耗，可以采取降低工作頻率、降低工作電壓和盡可能使電路處于靜態的方法。事實上，現有的低功耗單片機也都提供了靈活的時鐘方案、電源管理方案，以及低功耗工作模式，在硬件上為降低工作頻率、降低工作工字電感電壓和使電路處于靜態工作狀態提供了可能。

2 TLE7810簡介

　　TLE7810是Infineon公司推出的一款高集成度低成本智能功率芯片，主要應用于汽車工業。其功能模塊圖如圖1所示。它集成了1個支持片上調試功能并且與標準8051單片機兼容的8位微控制器XC866，以及1個SBC（System Basis Chip，系統基礎芯片）。這樣的結構設計可以滿足汽車工業盡乎苛刻的應用條件。同其他廠家的微控制器類似，Infineon XC866也提供了靈活的時鐘方案、電源管理方案和低功耗工作模式，本文對這些功能就不再多做介紹，而是著重介紹TLE7810特有的SBC的低功耗設計方案。

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圖1 TLE7810功能模塊圖[4]

　　從圖1中可以看出，SBC配備1個LIN收發器、1個低壓差電壓調節器、2個用于驅動繼電器的低邊開關、1個用于驅動LED的高邊開關、1個霍爾傳感器電源、5個喚醒輸入，以及1個標準的16位SPI（Serial Peripheral Interface，串行外設接口）接口等。通過SPI接口，XC8模壓電感器66可以發送1個16位的命令來控制SBC的運行， SBC同時向XC866回復1個16位的數據，指示SBC當前的運行狀態。

3 SBC的低功耗設計方案

3.1 SBC集成的外設

　　SBC不僅將多個外設集成到1個芯片內部，而且可以通過SPI接口控制這些外設的打開與關閉，根據實際應用情況，可以靈活地控制這些外設，以達到降低功耗的目的。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠

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