隨著電子技術的發(fā)展及新器件的不斷涌現(xiàn)，電子系統(tǒng)在手持設備、便攜醫(yī)療儀器以及野外測試儀器等領域得到了廣泛的應用。在這些領域的應用中，由于客觀條件的限制，通常采用電池或蓄電池為儀器設備提供電源。在這種情況下，如要實現(xiàn)系統(tǒng)長時間工作，必然對儀器設備系統(tǒng)功耗的要求較高，因此低功耗系統(tǒng)的設計在這些應用領域中得到廣泛重視。
　　1 TMS320VC5509簡介
　　TMS320VC5509（以下簡稱VC5509）是德州儀器（TI）公司針對低功耗應用領域推出的一款低功耗高性能DSP，采用1.6V的核心電壓以及3.3V的外圍接口電壓，最低可支持0.9V的核心電壓以0.05mW/MIP的低功耗運行。VC5509支持豐富的外設接口，最高支持144MHz的時鐘頻率，片內(nèi)具有雙乘累加器，每周期可執(zhí)行一條指令或兩條并行指令，具有高達288MIPS的處理能力。VC5509內(nèi)部存儲器采用統(tǒng)一編址，帶有128K字RAM，其中包括32K字雙存取RAM（DARAM）以及96K字單存取RAM（SARAM），另外還有64KB片內(nèi)只讀ROM，并可以實現(xiàn)高達4MB的外部存儲空間擴展，是一款具有較高性價比的低功耗DSP芯片。VC5509的結構框圖如圖1所示。
　　
　　2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
　　本系統(tǒng)要求實現(xiàn)四通道同步采樣，每通道采樣頻率為50kHz，系統(tǒng)供電為+5V，全速運行時整體功耗低于250mW。針對這些技術指標，本系統(tǒng)以低功耗DSP芯片TMS320VC5509為核心，采用串行EEPROM作為程序存儲器，選用四片微功耗12位ADC實現(xiàn)四個通道模擬信號的同步采集。系統(tǒng)中設計鐵電存儲器（FRAM）作為掉電保護數(shù)據(jù)存儲器，并設計一個異步串口實現(xiàn)與外部系統(tǒng)的通訊。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。
　　在保證實現(xiàn)系統(tǒng)功能的前提下，本系統(tǒng)從以下幾個方面進行低功耗的設計：低功耗器件的選擇；高效率的電源設計；系統(tǒng)工作模式以及接口設計。
　　2．1 低功耗器件的選擇以及接口設計
　　模擬通道信號輸入A/D轉換芯片之前，需要對信號進行一定的調(diào)整。可以利用運放構成同相放大電路。這里使用的是TI公司的TLV2761。TLV2761是一款帶關斷功能的微功耗運放，工作電流僅為20μA，關斷時電流可低至10nA，TLV2761采用CMOS軌對軌輸入輸出，是專為電池供電等低功耗系統(tǒng)而設計的。
　　A/D轉換芯片采用的是Analog Device的AD7854L。AD7854L是一款高速、低功耗的12位并行ADC，采樣頻率可以達到100ksps，采用3V～5V單電源供電，靜態(tài)工作電流最大為1.8mA，關斷模式下電流僅1μA。AD7854L支持單極性輸入及準差分輸入，單極性輸入的精度略高于差分輸入。該芯片采用CMOS工藝，正常工作時典型功耗為5.4mW，關斷模式下功耗僅為3.6μW。