STM32L4超低功耗功能概述

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STMCU小助手发布时间：2022-7-12 22:35

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文章简介:	STM32L4超低功耗功能概述

前言STM32L4系列的微控制器采用新型结构制造，得益于其高度灵活性和高级外设集，实现了一流的超低功耗性能。STM32L4系列产品的性能为应用提供最佳能量效率，在超低功耗领域首屈一指。
STM32L4xx器件基于ARM®Cortex®-M4，具有FPU内核。它们的工作频率可达80 MHz，并实现了在80 MHz频率下具有100 DMIPS的性能，由于集成了ART Accelerator™，还同时能保持尽可能小的动态功耗。
STM32L4系列产品具有FlexPowerControl，它提高了功耗模式管理上的灵活性，同时降低了应用的总体功耗。
STM32L4xx器件嵌入了大量智能执行外设，具有多种先进的低功耗模拟功能，并且有多种外设可使用低功耗模式。得益于批采集子模式（BAM），STM32L4系列的微控制器可在数据与通信外设进行传输时优化功耗，同时其他器件处于低功耗模式。
低功耗设计和处理性能的结合使得STM32L4器件能够实现行业领先的EEMBC®ULPBench™分数，对于标准产品可达176.7，对于SMPS版本可达253。
在STM32F和STM32L系列产品的雄厚基础上，STM32L4系列产品集合了多种创新，能够使不同模式下的功耗减到最小，同时保留大部分现有外设并很好地实现了引脚兼容，能够很容易地从现有产品上进行移植。
得益于其内置内部稳压器和电压调节，无论外部供电电压是多少，STM32L4xx器件在活动模式下都能保持尽可能小的消耗。这使得这些器件非常适合电池供电的产品，所需供电电压可低至1.71 V。
此外，其多个电压域允许以低电压为产品供电（因而可以降低功耗），同时模数转换器和数模转换器可以更高的电源和参考电压供电，可高达3.6 V。
STM32L4xx微控制器可支持电池备份域以保持RTC运行，并能支持32个寄存器（每个寄存器为32位宽），在失去主电源，备份电池供电时，备份域功能能够保持工作。该可选备份电池可在有主电源时充电。
STM32L4xx器件支持7种主要的低功耗模式，其中每种都有多个子模式选项。这使得设计人员可以在低功耗性能、短启动时间、可用外设集与唤醒源最大数量之间实现最佳折中。
P后缀的STM32L4器件（STM32L4xxxxxxP）支持使用可选外部SMPS，因此能够进行高效、低功耗应用的设计

1 高能效处理
STM32L4系列产品围绕Cortex®-M4而构建，具有FPU和DSP指令集。
由于使用了关联到其存储器接口的Cortex®-M4内核，因而在运行模式下获得了很高的处理性能（以DMIPS/MHz表示）。为了确保实现达80 MHz的高性能工作，STM32L4系列的微控制器嵌入了ART Accelerator™，可屏蔽闪存访问等待状态，并且无论系统时钟频率为多少，都可实现1.25 DMIPS/MHz。
通过动态调节内部供电电压来适应工作频率，可获得很高的能量效率，以mA/DMIPS表示。这种方法称为“欠压”。
STM32L4微控制器提供了两个动态可选电压和频率范围：
1. Range 1支持高达80 MHz的系统频率
2. Range 2支持达26 MHz的系统频率，并且效率提高（比Range 1高了15%）。
专用低功耗运行模式（LPRun）使内核可在2 MHz下运行，并且提高了效率，比Range 2高了20%。
这可通过利用内部低功耗稳压器为逻辑供电来实现。此模式下，具有独立时钟的外设仍然能够在16 MHz内部高速振荡器（HSI）下工作。这些外设为I2C、USART、LPUART1、LPTIM和SWPMI1。图 1显示了不同运行模式下STM32L476的典型电流消耗，它是系统频率的函数。

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STM32L4微控制器允许从闪存，SRAM1和SRAM2，外部Quad-SPI或FSMC Bank 1执行代码。
从内部SRAM运行时，电流消耗是最低的。从内部闪存运行时，ART Accelerator™减少了访问存储器的次数，因此可降低总电流消耗。
图 3显示了STM32L476对于三种主要存储器配置的电流消耗：
• 从内部闪存执行，ART Accelerator™禁用；
• 从内部闪存执行，ART Accelerator™使能；
• 从内部SRAM1执行，闪存禁用。

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