1.3 降低外围器件的功耗

降低外围器件的功耗也是降低系统功耗的有效途径。

1.3.1 SDRAM

在嵌入式系统中，SDRAM常用做数据存储器。如果微处理器的本地总线频率为66～100MHz（如MPC8270），采用SDR SDRAM（单数据率同步动态随机存储器）的存储容量和速度均能满足要求，如MT48LC2M32B2。

SDR SDRAM存储器芯片的有效工作电流可以达到几百mA，见表1.4，MT48LC2M32B2的有效工作电流为150mA，自动刷新模式电流为225mA，而低功耗待机模式电流仅为2mA。设计时应控制存储器芯片仅在数据读/写时才有效（片选信号有效），一旦读/写完成，即刻使片选信号无效，存储器芯片便处于低功耗的数据保持状态。

针对SDRSDRAM的低功耗设计，可以采取如下措施：

●低电压供电，如3.3V。

●在能够满足系统要求的情况下，尽量选择单片存储器。

●存储器芯片直接焊接在电路板上，而不使用内存条的方式。

●采用低功耗的Power-Down模式。

●采用低功耗的Self-RefreshMode（自刷新模式）。

表1.4 MT48LC2M32B2不同工作模式的电流消耗

1.3.2 NOR Flash

在嵌入式系统中，NORFlash常用做程序存储器。对于NORFlash，要选用低电压供电且具有低功耗模式的芯片，如S29AL016D。

S29AL016D是一个16Mb、3V供电的NORFlash存储器，该芯片采用单电源低电压（2.7～3.6V）供电，该器件提供两种省电模式：自动睡眠模式（Automatic Sleep Mode）和待机模式（Standby Mode）。当地址被稳定一个特定时间后（30ns），器件将进入自动睡眠模式，而当器件片选信号无效时，器件进入待机模式。在这两种低功耗模式下，器件功耗将被大大降低。从表1.5所示S29AL016D的直流特性可见，器件的读电流是35/16/4mA（10/5/2MHz），写电流是35mA，而低功耗模式下电流只有5μA。

表1.5 S29AL016D不同工作模式的电流

1.3.3 RS-232-C接口

嵌入式系统与计算机之间的数据传送可以采用串行通信和并行通信两种方式，目前最常用是采用RS-232-C串行通信接口（又称为EIARS-232-C）。

选择带有低功耗ShutDown模式的RS-232-C接口芯片，可以大大降低功耗。如串口电平转换芯片SP3222，如图1.8和表1.6所示，通过对和引脚端的控制，可以使器件进入低功耗ShutDown模式。在该模式下，驱动器输出被禁止，电流消耗为1μA。SP3222在正常工作模式时，电流消耗为0.3mA。

表1.6和引脚端的控制

1.3.4 以太网接口

嵌入式系统通常使用的以太网协议是IEEE802.3标准。在嵌入式系统中增加以太网接口，通常有如下两种方法实现。

1.嵌入式处理器+网卡芯片

这种方法只要把以太网芯片连接到嵌入式处理器的总线上即可。此方法通用性强，对嵌入式处理器没有特殊要求，不受处理器的限制；但是，嵌入式处理器和网络数据交换通过外部总线（通常是并行总线）交换数据，速度慢，可靠性不高，电路板布线复杂。目前常见的以太网接口芯片，如CS8900、RTL8019/8029/8039、DM9008及DWL650无线网卡等。

2.带有以太网接口的嵌入式处理器

带有以太网接口的嵌入式处理器通常是面向网络应用而设计的，要求嵌入式处理器有通用的网络接口（如MII接口），处理器和网络数据交换通过内部总线，速度快。

选择带有低功耗模式的物理层网络处理芯片，可以大大降低功耗。例如，以太网PHY收发器芯片LXT971A采用3.3V电源供电，具有低功耗的Sleep Mode（睡眠）模式和Power Down（低功耗）模式，其中Power Down模式包括硬件（Hard）Power Down模式和软件（Soft）Power Down模式。不同工作模式的电流消耗见表1.7。

表1.7 LXT971A不同工作模式的电流

当Sleep引脚端置为高电平时，LXT971A将进入低功耗Sleep Mode模式。当PWRDWN引脚端置为高电平时，LXT971A将进入硬件Power Down模式。在该模式下，网络端口和时钟将被关闭。

当控制寄存器的Power Down位被置位时，LXT971A将进入软件Power Down模式，在该模式下，网络端口将被关闭，但时钟没有被关闭。

LXT971A在正常模式下，功耗大约为300mW，而在Sleep Mode模式和软件Power Down模式下，功耗将低于150mW。