マイコンの低消費電力モードの使い分け：Q&Aで学ぶマイコン講座（104）（4/4 ページ）

[STマイクロエレクトロニクス，EDN Japan]

RAMのデータ保持

　低消費電力モードに入る前に、マイコンの状態や何かしらのデータを保持しておきたい場合は、RAMのデータ保持機能が必要です。

　低消費電力モードからRUNモードに復帰した際に、全てのデータをリセットできるのであれば、SHUTDOWNモードが使えます。しかし、何かしらのデータを保持しておきたい場合は、STANDBYモードが必要です。STM32U0のSTANDBYモードの場合、使用できるRAMには制限がありますので、その制限を超えるデータを保持しておきたい場合は、STOP1モードまたはSTOP2モードが必要になります。

　データを記憶する手段として、揮発性メモリのRAMや不揮発性メモリのEEPROMおよびフラッシュメモリがあります^＊3）。内蔵SRAMは簡単に扱えて、アクセス速度は速いのですが、電源を切ったらデータが消えてしまいます。EEPROMやフラッシュメモリは、電源を切ってもデータは保持されますが、アクセス時間がRAMに比べて長いという欠点があります。データを保持するために、メモリをアクセスする時間が長いと、その分無駄な消費電流が発生します。さらに書き込むときに、消費電力が大きくなるので、低電力アプリケーションに適しません^＊4）。そこで、内蔵SRAMにデータを素早く保存して、素早く低消費電力モードに移り、電力を節約します。

　では、どんな情報を低消費電力モードでも保持する必要があるのでしょうか？　具体的な項目は各ユーザーのアプリケーションに依存するので一概には言えませんが、例えば、A-DコンバーターやD-Aコンバーターのキャリブレーション値や、その際に使用しているセンサーの使用環境などが考えられます。

　また、STM32U0のRTCは年月日までレジスタを持っていますが、さらに10年単位の月日をカウントする場合は、RTCのレジスタを超える桁数のデータが必要になるので、内蔵SRAMに保存する必要があります。

　また、アプリケーションによっては、低消費電力モードから、別の低消費電力モードに遷移する場合があります（図2）

図2：STM32U0のモード遷移［クリックで拡大］
STM32U0リファレンスマニュアルから抜粋

　複雑な遷移を行う時に、どの低消費電力モードにあるのかを記憶しておく必要があります。専用のフラグを持っているマイコンもありますが、無い場合はユーザーがSRAMの中に設定する必要があります。そのような場合にはSRAMのデータ保持機能が必要です。

＊3）Q&Aで学ぶマイコン講座（37）「メモリの種類と特長」
＊4）Q&Aで学ぶマイコン講座（55）「マイコン内蔵フラッシュメモリの書き込み＆消去動作」