【经典讨论】STM8L和MSP430的低功耗对比（长期开放）

zykzyk-93033

经过实际产品的对比，STM8L的低功耗完胜MSP430。在此记录。欢迎有不同意见发表。
我的测试环境如下：
1、外部晶振分频得1M
2、一个16位定时器
3、一个按键中断
4、一个串口 波特率：115200
5、一个LED灯
 
6、电源3.3V
7、主程序运行：按键中断从串口打印“STM8L PK MSP430”，定时器500MS中断将LED取反。
以上硬件条件分别在STM8L和MSP430上全速进行。实测电流进行比较而得结果，有兴趣的朋友可以试试看看。
讨论说明：
 
低功耗一直是各大MCU厂商争夺的焦点。最近，网上非常流行一个视频（意法半导体STM8L低能耗系列MCU技术演示），视频中ST的工程师分别用两个土豆，RFID线圈，一杯热水对STM8L MCU进行供电并使得系统正常运行。这不禁让我对STM8的运行功耗产生了兴趣，到底多低的电量STM8L就能工作呢？MCU内部哪个模块功耗最高？如何才能尽可能的降低STM8L的功耗？
首先让我们来看看厂商DS中提供的数据:
1. 工作电压1.8V到3.6V
2. 5个低功耗模式：

   

• wait模式   
  
• Low power run模式 （约消耗5.1uA）   
  
• Low power wait模式（约消耗3uA）   
  
• Active-halt with full RTC模式（约消耗1.3uA）   
  
• Halt模式（约消耗350nA）
  

当然，这只是厂商提供的理想功耗，在实际使用过程中，不同的应用场合不同的外设甚至于不同的PCB 设计和不同的软件编写都会对系统的功耗产生重大的影响。在下面的评测中，我们就以最基本的STM8 discovery开发板为平台进行STM8 RUN模式下功耗实测。当然由于测试仪器的精度以及测试方法的影响，
首先让我们来看看 STM8-DISCOVERY 工作电压到底多低？

测试电路很简单，一个外置稳压电源，一个万用表串联用来测当前电流，一个万用表并联用来测试当前电压。
在电源电压为1.8056V时系统不工作，STM8板上液晶不亮。
在电源电压为1.8135V时系统工作，片内程序执行，IDD测试当前电流为1.12mA ，按照STM8L用户手册([url=http://www.st.com/internet/com/search/search.jsp?q=CD00278045&entqr=3&entsp=a&output=xml_no_dtd&sort=date:d1&client=ST_COM_PlanA_frontend&ud=1&oe=UTF-8&ie=UTF-8&proxystylesheet=ST_COM_PlanA_frontend&site=ST_COM]CD00278045[/url]文档)的介绍，我们把电流表串入JP1的2,3号引脚。此时电流表中显示为1.08mA。基本与IDD测量一致。通过此次测量，可以认为STM8的工作电压介于1.80V到1.81V之间，基本满足数据手册上所述的1.8V供电电压。
STM8的DS中有提到：Consumption: 195 μA/MHz，这是什么意思呢？难道系统的时钟频率还和功耗有关系？
根据用户手册的图17可以看到，STM8 MCU所用的时钟信号主要来自于4个地方HSE(外部高速晶振)、HIS（内部16M RC振荡器）、LSE(外部低速晶振)以及LSI（内部38KHz低速振荡器）。这四个时钟通过选择器进行选择，并通过系统的分频器进行（1,2,4,8,16,32,64，128）分频。由于板子上没有外接高速晶振，所以只能使用芯片内部提供的16MHZ RC振荡器进行测试。为了更好的展现测试效果，我们对每种分频分别进行了测试。STM8的最高频率为16MHz，最低频率为16/128=125KHZ。下面各图分别为在各种分频系数下用板载IDD所测得得RUN模式下的消耗电流。（测试程序关闭了除ADC模块和液晶显示屏模块外的所有模块，并且电源为3.3V）。分频分别为：1、2、4、8、16、32、64、128。
通过测试，我们可以知道，在同一电压下，不同的工作频率器件所消耗的电流是不一样的，总体来看呈下降趋势。当这个下降却不是完全线性的，当系统分频因子从1变为2时效果比较明显，从8变为16和32时，系统消耗电流只有微小的改变，如果系统的分频因子从64变为128基本上可以说没有变化。如果还能够有256分频的话，按照前面的规律估计所消耗的电流变化也不会很大。难道这就是STM8L的极限了？当然不是，前面我们说过，STM8 MCU有4个时钟源，除去外部高速时钟板子上没有焊接外，其余三个我们都可以使用。上面我们测试的结果就是用内部16Mhz的RC时钟源作为主时钟得出的，为了使得STM8工作在更低的频率之下，我们可以选择内部38k低速时钟（即LSI）作为主时钟。以LSI为主时钟，并且分频因子为1时系统消耗电流各不相同。
 

yjwpm

我早就说过,STM8L的低功耗比MSP430强...
Cortex-M3内核的EFM32的低功耗也比MSP430强....

fuli247012412

有没有测试数据之类的，简单的说说不能说明问题！

yjwpm

MSP430因该退出低功耗的历史舞台了,目前低功耗的芯片竞相出现.TI还在抱着MSP430不做改进,MSP430应用的某些非特定场合是可以的,但不是万能的..

阿呆

回复第 3 楼 于2012-08-09 22:55:14发表:
有没有测试数据之类的，简单的说说不能说明问题！ 

同意fuli的建议，听到这样的结果很激动人心，同时也更期待看到你那边的数据分享~~

西门吹猫

期待你的STM8L具体硬件条件和测试环境。然后我也测试下MSP430，对比一下！怎么样？

awficel1

我觉的应该用数据来说话。要是能全面对比一下就好了。

zykzyk-93033

那STM8L和EFM32那个更胜一筹呢？

zykzyk-93033

我的测试比较环境就是：1、相同运行频率：1M  2、一个16位定时器 3、一个按键中断 4、一个串口 波特率：115200 5、一个LED灯
以上硬件分别运行在STM8L和MSP430上进行，全速运行，电源3.3V，外部晶振分频得1M运行频率。实测电流进行比较而得结果，有兴趣的朋友可以试试看看。

zykzyk-93033

STM8L05x系列好像出来了，据了解其功耗和性价比更高。有机会试试。