新一代 ARM 架构芯片电池续航能力有望达到数十年

*文章来源： Arstechnica ，本文由TECH2IPO/创见 ZY 编译

在物联网方兴未艾的今天，连接设备的电池续航能力一直是业内的难题。最近出现的一种超低耗电的技术也许会改变这一局面，有了这种技术的支持，各类传感器、可穿戴设备将会变得更加的智能，并具备更强大的网络接入能力。同时，有了这项新技术，一次充电可支持设备运行十年以上。

美国 Atmel 公司，一家位于 San Jose 的单片机制造者，日前发布了一款新型超低功耗 ARM 架构的微处理器，可以从根本上延长小型低功耗智能设备的电池寿命。全新的 32 位 ARM 系列 SAM L21 微控制器，在工作状态下的运行消耗电量最多不超过每兆赫 35 微安，而在深度睡眠模式下的总耗电量会低于 200 微安。

Andreas Eieland，Atmel 公司的低能耗产品市场部总监在今年早些时候的 CES（国际消费类电子产品展览会）上讲到，该芯片耗电之低甚至可以不需要从主板上获取电源支持。

Eienland 还说道，现存的大量低功耗微型控制器工作的运行速度都在大约每兆赫 120 到 160 微安的范围之中。根据 EEMBC’S 的低耗电基准，L21 是目前耗电最低的微处理器，获得了 185 分，比最强有力的竞争对手 STM32L4 以及爱特梅尔上一代的低消耗微处理器高出 50%。

Eieland 表示，「除了减少每兆赫所需要的电量，更重要的是针对不同的应用场景下，对耗电量进行定制」。正是有了这样的想法，应运而生了对应不同级别的应用而采用不同能耗分配的方案。

Eieland 说：「在传统的休眠模式下，你要屏蔽时钟来防止转换所带来的电力耗损」，也就是说「关掉控制器所有的运行程序，留下时钟功能以便在再次开启时保持与外部时钟同步。但在 L21 上已经做到的是，我们有五种电力分配方案，不用屏蔽时钟，而是从其他不用电的模块中获取能量。」有了这种能力的支持，外围设备即使在 CPU 休眠期间，也可以继续与其他设备交互。

L21 微控制器使用了 42 兆赫兹的 Cortex M0+ 中央处理器，最小的 32 位 ARM 处理器。它也同时容纳了 256kb 的闪存，高达 32kb 的静态随机存取存储器以及 8kb 独立低功耗静态随机存取存储器，除了在深度睡眠模式下，即使在主电源电力用尽时，该微控制器也可以在小功率备用电池的支持下继续工作。

这样的处理器也许还不足以维持一个 Ubuntu 桌面的运行，但是它拥有的计算和存储能力却可以支撑实时多任务操作系统的运行，控制物理接口，处理来自 USB 设备的流媒体或者其他外部存储，比如告诉你盘子已经洗干净。当然它还可以处理许多其他事务，从整体上减少其他部件的用电量。

在通过 L21 的多重电力管理系统支持下的新外围设备中，有触摸界面控制器（按钮、 滑块、车轮和触摸屏），一个 AES 加密模块，一个真随机数生成器 (TRNG) 和高达四个可配置的用户逻辑，用于处理与电路板上其他通用器件的串行通讯。AES 和 TRNG 这些外围设备使得 L21 特别适合类似基于硬件验证的虚拟私有网络和加密系统这类的应用（有点类似于我们最近测试的 Exokey）。

作为发布样机的一部分，Atmel 也为开发者们提供了基于 SAML21 Xplained Pro 测试板的开发套件，方便原型机的开发。XPRO 测试板包括本机调试和用电分析，并且配有免费的 Atmel 公司研究室的集成开发环境来运用这些特性，到目前为止这款微处理器的价格尚未公布。