Системы синхронизация

Во многом потребление микроконтроллера зависит от системы синхро­низации. Устройства могут входить в режим пониженного потребления и вы­ходить из него от нескольких раз в секунду до нескольких сотен раз в секун­ду. Способность быстро входить в такие режимы и выходить из них, а также быстро обрабатывать данные после активизации, является критическим па­раметром, так как после «пробуждения» микроконтроллер некоторое время простаивает, ожидая установления стабильных синхроимпульсов и потребляя довольно большой ток. Большинство низкопотребляющих микроконтролле­ров содержат так называемые «мгновенные» ("instant-on") автогенераторы, которые выходят на стабильный режим менее чем за 10-20 не. Но важно по­нять, какие генераторы являются «мгновенными», а какие - нет. Некоторые микроконтроллеры имеют две ступени синхронизации при пробуждении: сна­чала синхронизация обеспечивается от низкочастотного (обычно 32768 Гц) задающего генератора, в то время как высокочастотный генератор выходит на стабильный режим генерации только через несколько миллисекунд или даже дольше. В таких микроконтроллерах вычислительное ядро может начать работу уже через 15 мке, но с более низкой или нестабильной частотой. Если вычислительное ядро должно выполнить несколько команд, например 25, то потребуется приблизительно 763 мке при частоте 32768 Гц. Вычислительное ядро потребляет на низкой частоте значительно меньше, но и производи­тельность его также существенно ниже. С другой стороны, вычислительное ядро может работать на высокой, но неправильной или нестабильной частоте. В этом случае время обработки мало, но приложение не может выполнить точный расчет временных параметров. Если требуется точная синхрони­зация, то вычислительное ядро должно ожидать установления стабильных синхросигналов. Микроконтроллеры семейства MSP430 имеют время выхода высокочастотного задающего генератора в стабильный режим менее 6 мке (а часто даже меньше), что позволяет выполнить те же 25 команд всего за 9 мке (6 мке пробуждение + 25 команд * 125 мке). На рисунке 2 показаны вре­менные диаграммы запуска «мгновенного» 8 МГц генератора, которому для выхода в режим стабильной генерации требуется всего 292 не.

Кроме того, если система синхронизации микроконтроллера способна формировать несколько синхросигналов, то периферийные устройства могут работать при остановленном вычислительном ядре. Например, АЦП микрокон­троллера требуются высокочастотные синхроимпульсы. Если система синхро­низации микроконтроллера способна формировать несколько синхронизиру­ющих последовательностей, то при работе АЦП вычислительное ядро может быть остановлено, что позволит снизить потребление системы в целом.