“绿色设计”是不可回避的时代命题
中国科学院院士、北京大学微电子研究院首席科学家王阳元在其主编的《绿色微纳电子学》一书中有这样一段论述:未来集成电路产业和科学技术发展的驱动力是降低功耗,不再仅以提高集成度,即减小特征尺寸为技术节点,而以提高器件、电路与系统的性能与功耗比作为标尺。
因此,对于先进电子产品的设计工程师来说,如何采用更为先进的电子器件,为人类提供更为节能的电子产品,已经成为新的历史使命。可以说,“绿色设计”正成为一道不可回避的“时代命题”。
对于应用电子工程师而言,首先,“绿色设计”不仅仅意味着使用符合RoHS环保法规的元器件,更为重要的是设计出工作稳定、性能可靠、功能强大、质量优良、经济耐用的电子产品,以减少电子垃圾和废旧电池,这就需要我们建立新的“绿色设计”理念。
记者采访了安阳工学院电子信息与电气工程学院副院长秦长海教授。秦教授认为,真正做到“绿色设计”并不容易,一方面要求工程师拥有深厚的设计理念和设计水平,同时要把它当成一种习惯。这需要从学生时代就要开始进行“绿色设计”理念的教育,养成节能为先的设计习惯。
而一位资深工程师——深圳应用电子工程的戴上举先生则表示,现在各种电子产品都有节能方面的市场准入标准,如果达不到标准就无法进入市场。这些也迫使工程师们要尽量选用低功耗的电子元器件,运用更为合理的电路设计来达到系统低功耗的目标,最终做到“绿色设计”。
因此,不论是现在搞电子设计的工作者还是准备学习电子技术的初学者,在搞电子产品设计的同时,要倡导“绿色设计”的理念,设计出更多的“环保产品”和“节能产品”,这也是从事电子设计的工程师们为了保护地球应尽的特殊义务。
MCU——绿色节能的先锋官
应用电子工程师在实现绿色电子设计的过程中,离不开低功耗的电子零部件,作为电子系统的核心部件,MCU当仁不让地成为节能先锋。
因此,围绕MCU来做好系统节能设计,成为这些工程师必须率先考虑的项目。
戴上举工程师用自己的开发经历证明,购买一款高性能、低功耗的MCU替代原有器件,虽然单个器件的成本可能会增加,但是由于新型MCU可能会减少其他元器件的数量,从而使总体成本得到降低,同时还得到了系统性能的提升。
而以瑞萨电子为代表的跨国生产商,为了满足应用工程师们所关注的——“绿色设计”、“低TCO”和平台化应用,目前正不断推出低功耗、高性能的MCU产品,从而推动着MCU的应用不断深化。
比如,2010年12月2日,瑞萨电子(中国)宣布在大中国区推出超低功耗的新型RL78族微控制器(MCU),这一产品群可实现更低的功耗、更优的性能和更高的集成度,并可提供强大的移植路径,适用于包括电池供电设备和家用电器在内的大量应用。
——显然,在实现更高性能的基础上,RL78族明显是为了满足工程师们以上3大必答命题作业“含匙而诞”的。为让更多工程师了解这一族新品,本报记者专门走访了瑞萨电子大中国区MCU产品中心的邱雯佳工程师。
邱工程师在接受本报记者采访时首先说,“新MCU完美融合了原瑞萨科技R8C族的高性能外围功能与原NEC电子78K的低功耗、高性能架构。凭借该族产品,瑞萨电子将能提供满足地球环境与市场所需的解决方案,即:实现超低功耗、更广泛的产品种类及更优化的系统性价比”。
RL78族在其运行模式下实现了70uA/MHz、RTC+ LVD活动状态下的0.7uA超低功耗。
“最低功耗”首先依托于生产工艺的提升。邱工程师告诉记者,RL78族基于瑞萨电子最新的130纳米(nm)工艺,设计能效高——在32MHz的工作频率下,可达到41 DMIPS的性能。
同时,邱工程师还向记者介绍了RL78族 MCU新推出的一种独特的低功耗模式——“贪睡模式”。工程师大都知道,在电池供电的大部分应用中,CPU将很多时间用于功率降低或休眠模式。因此,实现低功耗非常关