談到nRF54L系列,22 nm工藝節點在降低功耗方面發揮了一定的作用,但功耗改進主要源于這無線 SoC/MCU的設計對系統級功耗的全面審慎處理。憑借積累了數十年的低功耗設計專業知識,Nordic Semiconductor工程師自始至終將低功耗放在首位,包括具有快速啟動時間的超低功耗振蕩器、專為低泄漏而設計的SRAM、更快的無線電升頻和切換,以及能夠在系統關閉(最深度休眠模式)下運行的全局RTC。我們的開發人員還專注于低功耗軟件,包括優化的驅動程序和無線協議棧。
本文簡介
本文將幫助你評測nRF54L系列的功耗。由于nRF54L系列是nRF52 系列的后續產品,我們將把它與nRF52840 SoC進行比較。與其他nRF52系列 SoC(包括廣受歡迎的nRF52832)比較,也會有類似的改進。nRF54L系列所有無線 SoC 都具有相同的功耗特性,由于各SoC的RAM大小不一,因此只有在保留多少RAM方面存在細微差別。這些信息還有助于將nRF54L系列與其他正在生產、出樣或計劃出樣的無線SoC/MCU進行比較。
我們將首先談談與MCU功能相關的改進,然后是無線電、低功耗藍牙和Matter。最后,我們將介紹如何輕松地進行功耗測量。
MCU改進
處理效率
nRF54L系列的CPU時鐘速率提高了一倍,達到 128 MHz,同時活動電流降低了21%,從3.3 mA降至2.6 mA。它還將處理效率大幅提高了62%(以 μA/MHz 計算)。這些改進對于計算密集型應用尤為有利,可以在更短的時間內完成更多處理,使得系統更快地進入休眠狀態,并降低平均電流消耗。
休眠
*對于nRF52840,在系統關閉時RTC不可用;而在系統開啟時RTC喚醒電流為1.5 μA。
雖然nRF54L系列在幾個關鍵場景中顯著降低了活動電流和空閑電流,但某些電流數值仍高于nRF52840。主要原因是與 22 nm 工藝節點相關的泄漏增加,在特定情況下會導致休眠電流略高。不過,nRF54L系列也引入了新的功能,如系統關閉時的全局 RTC,其電流低于 nRF52840 上的同類電流,并在更多的使用情況下實現更深度的休眠。
無線電改進

低功耗藍牙和Matter改進
為了比較低功耗藍牙或Matter-over-Thread的功耗,我們建議使用Online Power Profiler for Bluetooth LE或 Online Power Profiler for Matter。打開同一剖析器的兩個瀏覽器窗口,在一個窗口中選擇 nRF54L15,在另一個窗口中選擇 nRF52840,設置所需的參數,然后直接比較電流消耗。對于低功耗藍牙,我們在下表中列出了一些示例場景。
這些低功耗藍牙場景表明,與 nRF52840相比,nRF54L系列的平均電流消耗大約減少了一半。無線電使用越多,改善就越多。
將nRF54L系列與nPM系列PMIC配對使用
對于某些設計,將 nRF54L 系列與 nPM 系列 PMIC配對使用,便可以通過PMIC 中集成的高效功率調節和省電功能(如運輸模式和休眠模式)進一步降低系統功耗。了解更多信息,請訪問我們的PMIC主頁。
下一步
下一步是獲取nRF54L15 DK,并使用Power Profiler Kit II等工具進行測量,這款工具是用于測量功耗的經濟型套件。對于低功耗藍牙,我們建議從nRF Connect SDK中包含的外設功耗剖析示例開始。
通過示例,可以測量低功耗藍牙協議棧用于通信時的功耗。應該會發現測量數據與估計結果接近,否則,請通過DevZone聯系技術支持人員。
如果您需要討論您正在構建的項目或正在考慮開始一個無線項目,請聯系利爾達。
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