Cortex M0 hoạt động như thế nào so với bộ điều khiển 8 bit?

Tài liệu này trích dẫn 60 DMIPS / mW cho Cortex M0, so với 31 DMIPS / mW cho một M3. (Cái sau không đồng ý với các số trong tài liệu này , trích dẫn 1,25 DMIPS / MHz và 0,19 mW / MHz, cho 6,6 DMIPS / mW.)
Có ai biết hiệu suất / công suất M0 so với bộ điều khiển 8/16 bit như thế nào như AVR, PIC và MSP430? Và những gì đối phó với các con số M3?

Dưới đây là một vài gợi ý mà tôi có thể cung cấp. Các thông số kỹ thuật mà NXP đang cung cấp là cho toàn bộ chip của họ (lõi, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi). Thông số kỹ thuật mà ARM cung cấp chỉ dựa trên cốt lõi. Khi các con số có nguồn gốc khác nhau, thật khó để so sánh.

Vì vậy, tôi đề nghị chúng tôi lùi lại và xem xét hai thiết bị. MCU dựa trên NXP M0 và MCU dựa trên MXP M3.

Đối với MCU dựa trên M0, hãy nhìn vào LPC1111. Khi MCU này đang thực hiện một vòng lặp nhàn rỗi bận rộn, nó sẽ tiêu thụ 3mA dòng điện ở tốc độ xung nhịp 12 MHz. Điều này mang lại 250uA / MHz, ở mức 3,3V là 825uW / MHz.

Đối với MCU dựa trên M3, hãy nhìn vào LPC1311. Khi MCU này đang thực hiện cùng một vòng lặp nhàn rỗi bận rộn, nó sẽ tiêu thụ 4mA dòng điện ở mức 12 MHz. Năng suất 333.3uA / MHz, là 1.1mW / MHz.

Nếu chúng ta nhìn vào MCU MSP430C1101 (16 bit), chúng ta sẽ thấy nó sẽ sử dụng 240uA ở 1 MHz khi điện áp là 3V. Điều này mang lại 720uW / MHz.

Tiếp theo, hãy chuyển sang ATMega328 (được sử dụng trong Arduino Uno). Chúng tôi thấy 200uA được sử dụng ở 1MHz với điện áp 2V. Điều này mang lại 400uA / MHz.

Cũng cần lưu ý rằng MSP430 và AVR được chỉ định khác nhau. Mức tiêu thụ năng lượng của chúng được đưa ra ở mức 1 MHz, trong đó M0 và M3 được cung cấp ở mức 12 MHz. Điều này có nghĩa là M0 và M3 không hiệu quả khi nhân rộng lên đến 12 MHz được ghi vào số của chúng.

Những giá trị này là tất cả các số tiêu thụ hiện tại hoạt động. Nếu bạn nhìn vào mức tiêu thụ hiện tại khi thiết bị ở trạng thái ngủ, bạn sẽ thấy các đơn đặt hàng có cường độ ít hơn được sử dụng. Ưu điểm mà M0 32 bit cung cấp là nó có thể hoàn thành nhiều công việc hơn trong thời gian ngắn hơn MCU 8 và 16 bit. Điều này có nghĩa là với một khối lượng công việc nhất định, nó sẽ tốn nhiều thời gian hơn trong trạng thái ngủ. M0 trong tay một kỹ sư giỏi thường sẽ có hiệu suất năng lượng tốt hơn nhiều so với MCU 8 bit trong tay một kỹ sư kém kỹ năng hơn mặc dù có sự khác biệt về mức tiêu thụ năng lượng chủ động.

Theo kinh nghiệm của tôi, M0 rất gần với mức tiêu thụ năng lượng hoạt động 16 và 8 bit mà bạn có thể bù đắp cho rất nhiều sự khác biệt trong ứng dụng. Ngoài ra, nhiều lần tiêu thụ năng lượng của tất cả mọi thứ bạn có trong MCU lùn MCU. Vì vậy, đối với nhiều ứng dụng giải quyết hiệu quả của MCU không phải là điều quan trọng nhất.

Tôi hy vọng điều đó sẽ giúp. Đó là một cách dài để nói rằng tiêu thụ năng lượng là một chút tồi tệ, nhưng bạn sẽ làm được nhiều hơn với các chu kỳ xung nhịp so với các chip khác. Vì vậy, nó thực sự phụ thuộc vào ứng dụng của bạn.

So sánh 12 MHz với 1 MHz là sai lệch - tốc độ xung nhịp cao hơn đòi hỏi ít dòng điện hơn trên mỗi MHz. Ví dụ, MSP430 mới nhất có thể xuống thấp tới 80-120uA mỗi MHz với 8/16 MHz ở chế độ hoạt động.

Điều đáng nói là mã được viết đúng giữ chế độ hoạt động của MCU dưới 1% (hoặc thậm chí 0,1%) thời gian, vì vậy chế độ năng lượng tạo ra nhiều sự khác biệt ở đây.

Trong đời thực, MSP430 rất khó bị đánh bại (Tôi không phải là người có TI) do các trạng thái năng lượng thấp rất hữu ích khi các MCU khác mất nhiều thời gian hơn để thức dậy hoặc không giữ nội dung RAM, điều này thật vô lý.