新一代 ARM 架構芯片電池續航能力有望達到數十年

*文章來源：Arstechnica，本文由TECH2IPO/創見 ZY 編譯
在物聯網方興未艾的今天，連接設備的電池續航能力一直是業內的難題。最近出現的一種超低耗電的技術也許會改變這一局面，有了這種技術的支持，各類傳感器、可穿戴設備將會變得更加的智能，並具備更強大的網絡接入能力。同時，有了這項新技術，一次充電可支持設備運行十年以上。

美國 Atmel 公司，一家位於 San Jose 的單片機制造者，日前發佈了一款新型超低功耗 ARM 架構的微處理器，可以從根本上延長小型低功耗智能設備的電池壽命。全新的 32 位 ARM 系列 SAM L21 微控制器，在工作狀態下的運行消耗電量最多不超過每兆赫 35 微安，而在深度睡眠模式下的總耗電量會低於 200 微安。

Andreas Eieland，Atmel 公司的低能耗產品市場部總監在今年早些時候的 CES（國際消費類電子產品展覽會）上講到，該芯片耗電之低甚至可以不需要從主板上獲取電源支持。
Eienland 還説道，現存的大量低功耗微型控制器工作的運行速度都在大約每兆赫 120 到 160 微安的範圍之中。根據 EEMBC’S 的低耗電基準，L21 是目前耗電最低的微處理器，獲得了 185 分，比最強有力的競爭對手 STM32L4 以及愛特梅爾上一代的低消耗微處理器高出 50%。

Eieland 表示，「除了減少每兆赫所需要的電量，更重要的是針對不同的應用場景下，對耗電量進行定製」。正是有了這樣的想法，應運而生了對應不同級別的應用而採用不同能耗分配的方案。


Eieland 説：「在傳統的休眠模式下，你要屏蔽時鐘來防止轉換所帶來的電力耗損」，也就是説「關掉控制器所有的運行程序，留下時鐘功能以便在再次開啟時保持與外部時鐘同步。但在 L21 上已經做到的是，我們有五種電力分配方案，不用屏蔽時鐘，而是從其他不用電的模塊中獲取能量。」有了這種能力的支持，外圍設備即使在 CPU 休眠期間，也可以繼續與其他設備交互。
L21 微控制器使用了 42 兆赫茲的 Cortex M0+ 中央處理器，最小的 32 位 ARM 處理器。它也同時容納了 256kb 的閃存，高達 32kb 的靜態隨機存取存儲器以及 8kb 獨立低功耗靜態隨機存取存儲器，除了在深度睡眠模式下，即使在主電源電力用盡時，該微控制器也可以在小功率備用電池的支持下繼續工作。

這樣的處理器也許還不足以維持一個 Ubuntu 桌面的運行，但是它擁有的計算和存儲能力卻可以支撐實時多任務操作系統的運行，控制物理接口，處理來自 USB 設備的流媒體或者其他外部存儲，比如告訴你盤子已經洗乾淨。當然它還可以處理許多其他事務，從整體上減少其他部件的用電量。

在通過 L21 的多重電力管理系統支持下的新外圍設備中，有觸摸界面控制器（按鈕、 滑塊、車輪和觸摸屏），一個 AES 加密模塊，一個真隨機數生成器 (TRNG) 和高達四個可配置的用户邏輯，用於處理與電路板上其他通用器件的串行通訊。AES 和 TRNG 這些外圍設備使得 L21 特別適合類似基於硬件驗證的虛擬私有網絡和加密系統這類的應用（有點類似於我們最近測試的 Exokey）。

作為發佈樣機的一部分，Atmel 也為開發者們提供了基於 SAML21 Xplained Pro 測試板的開發套件，方便原型機的開發。XPRO 測試板包括本機調試和用電分析，並且配有免費的 Atmel 公司研究室的集成開發環境來運用這些特性，到目前為止這款微處理器的價格尚未公佈。

資料來源：TECH2IPO