📘 低功耗架构·设计指南

🎒 风格 · 30章完整目录
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01功耗基础
动态/静态/短路功耗 · 能量效率区别 · 电池寿命估算
02工艺与电压
CMOS演进 · V²f关系 · Multi-Vt库选择策略
03时钟管理
Clock Gating · 分频/DFS · 异步时钟域功耗收益
04电源门控
Power Gating架构 · Retention Register · 电源域隔离
05动态电压频率调节
DVFS闭环控制 · AVS/体偏置 · 项目调优经验
06低功耗MCU选型
Cortex-M0+/M4/M33对比 · 待机电流与唤醒 · 外设门控
07RTOS功耗管理
FreeRTOS Tickless · 任务调度休眠 · LPTIM应用
08外设低功耗设计
SPI/I2C/UART低功耗配置 · 传感器占空比 · ADC平衡
09存储系统功耗
Flash/SRAM差异 · 代码执行位置 · Cache命中率优化
10无线通信功耗
BLE/Sub-1G/Wi-Fi模型 · 数据包与功率 · 连接间隔优化
11能量采集技术
太阳能/振动/热能 · MPPT算法 · 超级电容管理
12电池管理
锂电池放电特性 · 库仑计监测 · 低电量保护
13PCB低功耗布局
电源树设计 · 去耦电容PDN · 地平面分割
14软件功耗优化
编译选项-Os/-O2 · 循环展开 · ISR快速进出
15功耗测量技术
精密电阻/INA219 · 动态电流波形 · 平均/峰值统计
16低功耗状态机
Active/Sleep/Deep Sleep · 转换延迟 · 唤醒源优先级
17硬件加速器
FFT/AES加速 · 协处理器划分 · DMA数据搬运
18温度管理
结温与漏电流 · 热敏电阻/数字接口 · DTM策略
19安全与功耗
AES/RSA功耗开销 · 安全启动优化 · 侧信道防护
20物联网节点设计
超低功耗节点 · 事件驱动采集 · 10年电池案例
21可穿戴设备功耗
心率/血氧占空比 · 屏幕刷新率 · 蓝牙同步策略
22汽车电子低功耗
CAN唤醒 · Partial Networking · ISO 26262要求
23工业传感器
4-20mA环路 · HART调制解调 · 无线HART预算
24医疗植入设备
心脏起搏器功耗 · 无线充电效率 · 超低功耗AFE
25边缘AI功耗
推理功耗模型 · INT8/INT4量化 · NPU+MCU异构
26功耗仿真与建模
SPICE仿真 · RTL级PrimePower · SystemC-AMS模型
27低功耗测试
边界扫描/IDDQ · 功耗向量压缩 · 量产功耗限制
28标准与规范
Energy Star · IEC 62301 · 欧盟ErP指令
29案例研究1:智能门锁
电池选型→软件优化 · 完整低功耗设计流程
30案例研究2:无线温湿度传感器
STM32U5 · 10年电池寿命实现方案