在介绍如何优化功耗之前，以下内容可帮助读者了解有关低功耗的一些基本概念。在 MCU 中，功耗主要来自 2 部分：动态功耗和静态功耗（请参见图 3-1）。

图 3-1 功耗演示

动态功耗

动态功耗是指 CPU 和大部分外设运行时的电流。这是整个运行期间的最高电流，称为峰值电流。电源可以是 CPU、闪存、RAM、电源管理单元 (PMU)、数字外设和模拟外设。动态功耗一般可分为开关 CMOS 电路时的电流和模拟电路的偏置电流。

由于 CMOS 反相器的结构，主要在切换输入电压时产生功耗。此功耗可以用下面的等式来描述。U 是系统电压，f 是开关频率，C 是负载电容。

从该公式可以看出，考虑到负载电容无法改变，有两种方法可帮助降低动态功耗。第一种方法是降低系统电压，这种方法非常有用，但受到 MSPM0 工作电压范围的限制。设计人员还需要检查外设的工作电压，该电压可能高于 MCU 的最小工作电压。此外，还应为电源留有一定的电压裕度。

第二种方法是降低系统频率。但是，因为高工作频率所需的工作时间较少，但偏置电流产生的功耗会增加，所以这种方法通常并不理想。通常，最好的选择是快速完成任务并返回低功耗模式。

静态功耗

静态功耗主要是指 CPU 和大多数外设器件关闭时模拟电路和数字电路的偏置电流和漏电流。这将是整个运行期间的最低电流，称为静态电流。

在这种模式下，系统控制器、PMU 和 IO 等模拟电路以及实时时钟 (RTC) 和看门狗计时器等数字电路需要一定的偏置电流来维持基本功能和唤醒可能性。最佳策略是关闭未使用的模块，并在合适的工作频率和适当的 MCU 工作模式下使用这些模块。

漏电流是因 CMOS 器件中使用的 MOSFET 运行状态不理想造成的，尤其是在工艺技术水平下滑的情况下。漏电流随着电源电压和工作温度的升高而增加。这部分功耗取决于您选择的 MCU。

优化方向

对于某些应用，最关心的部分是峰值电流。它可能取决于有限的电流源（如 4-20mA 电流环路应用），或者设计人员希望充分利用电池容量，因为大电流会更快地达到端接电压。优化方向应该集中在动态功耗范围和降低峰值电流上面。

对于大多数应用，尤其是电池工具，最关心的电流是平均电流，它决定了系统可以运行多长时间。优化方向应关注于缩小动态功耗范围、降低峰值电流和静态电流。公式如下所示。公式中的电流指的是平均电流。

计算不同模式下的平均电流并不容易，因此如需更精确的低成本方法，请参阅Topic Link Label4.2。