在設(shè)計電池供電產(chǎn)品時，人們顯然希望電池壽命盡可能長些。作為一個快速發(fā)展的設(shè)備種類，從單電池發(fā)展起來的應(yīng)用不僅僅停留在規(guī)格上，而是以整個產(chǎn)品的概念為中心。能源敏感的產(chǎn)品應(yīng)用大致分為能源計量系統(tǒng)、家庭與樓宇自動化、安全和醫(yī)療系統(tǒng)。這些產(chǎn)品通常會圍繞一個微控制器(MCU)，必須用單一的原電池運作很長時間。在某些應(yīng)用中，要想更換電池是很難的甚至不可能的，在其它應(yīng)用中，最終用戶不愿意支付更換電池的成本。

在這樣的應(yīng)用中采用的是占空比非常低的很活躍的微處理器，在深度睡眠狀態(tài)下時間可能占了99%甚至更高，達(dá)到99.9%也不罕見。微處理器在一個周期循環(huán)或在回應(yīng)某些刺激時被喚醒，執(zhí)行操作，并返回到睡眠狀態(tài)中。由于較長時間處于睡眠狀態(tài)，很明顯，獲得最長電池壽命的關(guān)鍵參數(shù)是在掉電狀態(tài)下的電流消耗。不過，同一節(jié)電池的使用壽命為三四年或超過十年、二十年，甚至更長時間的差別在于要密切注意這個任務(wù)如何使用MCU資源的每個方面，以及MCU本身是如何以各種方式減少能源消耗的。

一節(jié)單電池用20年

CR2032紐扣電池廣泛用于小型MCU如遠(yuǎn)程環(huán)境傳感器中，這是一種鋰/二氧化錳3V原電池。典型的供應(yīng)商，如柯達(dá)，評定230mAh到2V的終點電壓能力為5.6k(約為0.5mA)。假如是那樣的話，電池壽命將為400小時，相比之下，能源敏感的應(yīng)用能使使用壽命達(dá)到20萬小時。這種特殊的電池具有很好的貨架壽命或自放電率，數(shù)據(jù)表顯示10年之后其容量達(dá)90%。非常相似的是，這相當(dāng)于持續(xù)充電約0.25A，假如能夠達(dá)到10~20年的電池壽命，應(yīng)用的一般要求就會滿足。

伴隨電池壽命的是數(shù)量有限的電荷，設(shè)計者必須在MCU運行的所有階段減少產(chǎn)品的電流和時間，不僅要減少每微安的數(shù)量，也要減少每個動作的每個微秒。

為了減少深度睡眠模式下消耗的電流，在能源敏感應(yīng)用的MCU中采用8位(或16位)內(nèi)核已很普遍。其理由是，8位內(nèi)核很小，門控相對較少，靜電或泄露電流低。但是，許多現(xiàn)在的應(yīng)用都要比8位內(nèi)核更大的處理功率。在其它MCU應(yīng)用領(lǐng)域，用戶往往選擇從8位升級到32位環(huán)境。在低功耗的情況下，人們一直假定32位內(nèi)核在其掉電模式狀態(tài)時使用的電流一定是高得令人無法接受的。隨著全套低功耗設(shè)計技術(shù)的出現(xiàn)，今天的IC設(shè)計師們已經(jīng)可能讓一個32位ARM內(nèi)核供應(yīng)不同的低功耗模式了，與其8位的競爭對手相同好，甚至更好，而且還能實現(xiàn)快速喚醒。32位處理器更高的處理性能也使MCU可以更快完成任務(wù)，從而能夠在這些低功耗模式中花更多時間來進(jìn)一步降低平均功耗。