智能硬件开发如何选择低功耗MCU

D进行心电信号采样，采样完毕后将数据暂存在 RAM中;如果缓存的数据量没有达到阈值，M

CU将直接进入EM2并定时等待;如果缓存的数据量达到阈值，则MCU切换到更高的f2主频进入EM0_2，耗电流短时间内达到IEM0_2，对缓存数据进行处理并存储到SD卡上，存储完毕后进入EM2。运行模式下使用到两个不同的主频f1和f2，分别是由 A/D采样任务和SD卡存储任务对运算能力的不同需求来决定，将任务的平均功耗最优化。

　　图1 基于Zero Gecko系列的动态心电记录仪的低功耗策略

　　图2 动态心电记录仪执行不同任务下的理论耗电流曲线

4 穿戴式医疗设备的MCU选型案例

血氧饱和度的监测是了解人体心血管生理状况的重要手段，设计一款腕带式血氧饱和度监测仪，设计目标：基于反射式光电容积脉搏波的测量方法，实现无创、连续地检测人体动脉血的血氧饱和度;对脉搏波信号进行处理、分析，计算得到心率和呼吸频率这两个重要的生理参数;当用户的血氧饱和度或心率超出正常预定范围时，会自动报警提醒。

　　图3 腕带式血氧饱和度监测仪的功能框图

根据设计方案和目标进行系统功能规划，腕戴式血氧饱和度监测仪的功能框图如图3所示。该设备对MCU的特殊要求有：

(1) 高能效，即低运行功耗、超低休眠功耗和较高的运算性能;

(2) 低功耗的ADC，采样精度不低于10 bit，脉搏波采样频率设为200Hz;

(3) USB控制器，需要通过USB接口烧写程序或与主机通讯。

综合考虑了该设备对MCU性能、功耗以及外设所提出的要求，可以分三个步骤来进行MCU选型：

(1) 结合前文对不同内核的分析，选择低功耗、高性能的Cortex-M0+内核;

(2) 根据Cortex M0+内核MCU系列的横向比较，选择集成了低功耗12 bit ADC的STM32L0系列，满足长时间采样的需求;

(3) 考虑到带USB控制器的型号， 可以选择STM32L052C8作为设备的主控制器，从而达到在性能、功耗、成本和体积方面的最佳平衡。

在实际的MCU选型中要具体问题具体分析，根据现有的MCU系列和设备的切实需求，做出最恰当的抉择。