TCESA 1232-2022 特定场景下的微控制器 低功耗水平评价规范

ICS31.200CCSL56T/CESA1232—2022特定场景下的微控制器低功耗水平评价规范Evaluationspecificationofmicrocontrollerlowpowerconsumptionlevelinspecificscenarios2022-11-30发布2022-12-30实施中国电子工业标准化技术协会发布团体标准T/CESA1232-2022Ⅰ版权保护文件版权所有归属于该标准的发布机构，除非有其他规定，否则未经许可，此发行物及其章节不得以其他形式或任何手段进行复制、再版或使用，包括电子版，影印件，或发布在互联网及内部网络等。使用许可可于发布机构获取。T/CESA1232-2022Ⅱ目次前言..............................................................................Ⅲ引言..............................................................................Ⅳ1范围.............................................................................12规范性引用文件...................................................................13术语和定义.......................................................................14评价原则.........................................................................25评价指标.........................................................................25.1总则.........................................................................25.2评价指标体系.................................................................26评价程序.........................................................................46.1评价流程.....................................................................46.2委托.........................................................................56.3受理.........................................................................56.4组织评价.....................................................................56.5评价报告.....................................................................6附录A（资料性）特定场景下的微控制器低功耗水平评价委托表样式........................7附录B（资料型)测试框架............................................................8T/CESA1232-2022Ⅲ前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电子技术标准化研究院提出。本文件由中国电子技术标准化研究院、中国电子工业标准化技术协会归口。本文件起草单位:中国电子技术标准化研究院、南京低功耗芯片技术研究院有限公司、北京芯可鉴科技有限公司、无锡中感微电子股份有限公司、北京兆易创新科技股份有限公司、南京邮电大学、上海灵动微电子股份有限公司。本文件主要起草人:胡海涛、吴琛、任翔、尹航、张驰、李雪莲、宋博伟、杨小琴、刘新宁、钟明琛、薛骏、韩飞、李宝魁、蔡志匡。T/CESA1232-2022Ⅳ引言微控制器产品的功能众多、应用范围广泛，市场上有数以千百计的生产厂家，而微控制器作为一种重要的元器件，使用这些产品的二次开发厂商更是不计其数。在这些最终产品中，低功耗特性是一个很普遍的需求，对此，微控制器生产厂家们采用了多种创新的技术，例如深度睡眠、外设设备数据的主动传输和计算等。目前市面上的微控制器产品种类众多，但彼此之间往往是功能相似，但实现细节大不相同，进而导致不同的产品的开发环境、控制模式也各不相同，不同芯片在性能和功耗水平上有不同的取舍。在这些因素限制下，很难通过一个方法对多数产品进行一个公平的比较。T/CESA1232-20221特定场景下的微控制器低功耗水平评价规范1范围本文件规定了在特定场景下微控制器芯片低功耗水平评价原则、评价要求和评价方法。本文件适用于微控制器芯片性能测试与评估，以及微控制器芯片采购、设计。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1通用输入输出generalpurposeinputoutput微控制器连接到芯片外部的标准接口。3.2独立工作状态independentworkingstatus不依赖外部条件的自主工作状态。注：在微控制器的启动、运行、休眠、唤醒等过程中仅由内部的软件或硬件控制，不与外部的存储器、调试器、上位机等辅助设备连接及通讯。3.3工作电压operatingvoltage微控制器最小系统电源端的电压。3.4工作电流operatingcurrent微控制器最小系统电源端的电流。3.5功耗powerconsumption微控制器消耗能源的功率。注：包含本身的功耗及必要的外围结构的功耗。3.6测试控制器testcontroller在测试过程中，控制测试流程、收集测试结果的专用装置。3.7段落segment针对一个项目的具体测试过程，是整个测试的最小单元。注：段落的时长是固定的，被测系统在每个段落中保持相同的状态。段落之间互相独立。3.8章节sectionT/CESA1232-20222针对一类项目的具体测试过程，由若干段落组成。3.9作业量workload测试任务的完成次数。注：用作测量时，不满一次的部分向下取整。4评价原则评价工作基于以下原则开展：a)公平性：与被评价方和当事人没有现存或预期的利益关系。b)公正性：对被评价方事实公正评价。c)科学性：基于提供的材料，客观准确反映被评价方实际情况。d)可操作性：具有明确目标、方式、程序和要求。5评价要求5.1总则特定场景可包括静态场景、动态场景及间态场景。测试工具及测试流程，按相关协议开发测试固件及测试板。5.2评价指标评价指标应符合表1的规定。表1微控制器芯片低功耗水平测试指标测试大类测试项目指标说明评价要点静态场景测试基础静态功耗测试测试芯片的基础静态功耗在本段落中，芯片应符合以下要求：a）可以关闭内核；b）不需要保持内存和寄存器内容；c）不需要响应任意唤醒事件；d）可以关闭Always-On区域（如果有）内容保持功耗测试测试芯片在非活动状态下保持内容的功耗在本段落中，芯片应符合以下要求：a)可以关闭内核；b)需要保持内存和寄存器内容；c)不需要响应任意唤醒事件；d)可以关闭Always-On区域（如果有）T/CESA1232-20223表1微控制器芯片低功耗水平测试指标（续）测试大类测试项目指标说明评价要点Always-On区域功耗测试（可选）测试芯片在非活动状态下Always-On区域的功耗在本段落中，芯片应符合以下要求：a)可以关闭内核；b)不需要保持内存和寄存器内容；c)需要响应任意唤醒事件；d)需要开启Always-On区域动态场景测试基础动态功耗测试测试芯片在活动状态下的基础功耗在本段落中，芯片应符合以下要求：a）循环执行空指令；b）可以关闭任意外设本段落中的作业量以被测芯片的主频计算密集计算功耗测试测试芯片处理数据过程中的功耗在本段落中，芯片应符合以下要求：a）循环执行指定的算法；b）可以关闭任意外设本段落中作业量以目标算法的完成次数计算密集IO功耗测试测试芯片传输数据过程中的功耗本项使用目标芯片的UART端口进行数据的发送和接收，在本段落中，芯片应符合以下要求：a）循环发送一段指定的数据；b）循环接收一段定长的数据；c）允许内核在空闲时进入低功耗状态；d）可以关闭任意外设本段落中的作业量以数据传输量计算模拟信号采集功耗测试（可选）测试芯片模拟信号采集过程中的功耗在本段落中，芯片应符合以下要求：a）循环进行模拟信号采集；b）允许内核在空闲时进入低功耗状态；c）可以关闭任意外设本段落中的作业量以采集次数计算拓展存储器访问功耗测试（可选）测试芯片访问外部存储器过程中的功耗本项使用目标芯片的SPI端口连接常见的flash存储器芯片。在本段落中，芯片应符合以下要求：a）循环进行外部flash芯片的读写操作；b）允许内核在空闲时进入低功耗状态；T/CESA1232-20224表1微控制器芯片低功耗水平测试指标（续）测试大类测试项目指标说明评价要点c）可以关闭任意外设本段落中的作业量以总读写量计算间态场景测试唤醒功耗测试测试芯片由非活动状态进入活动状态的唤醒过程的功耗水平本项目用于测试芯片的唤醒过程功耗。在本段落中，芯片应符合以下要求：a)可以关闭内核；b)不需要保持内存和寄存器内容；c)需要响应指定的唤醒事件；d)唤醒后立即重新进入活动状态6评价方法6.1评价流程6.1.1低功耗水平测试6.1.1.1自测试自测试可由客户自行完成，可用于调试、摸底等。自测试应包括以下步骤：a)为目标芯片制作测试板，测试板上除阻容、晶振无源器件等最小系统外不应有其他元器件，测试板引出下列接口：1)地；2)电源；3)测试控制端口（控制UART+RST）；4)GPIO测试端口；5)UART测试端口（*）；6)SPI测试端口（*）；7)ADC输入端口（*）。b)将目标测试板与测试装置连接，并启动测试，记录测试结果。注：*表示这些测试是可选的，芯片可不进行测试，不测试时，这些接口不必连接，但应保留物理接口。6.1.1.2委托测试委托测试应由被委托方完成，并对结果有效性保证。6.2委托委托的要求为：a)评价工作由委托方提出并出具委托表；T/CESA1232-20225b)委托内容应当完整、真实、清晰、可靠，前后表述一致；c)委托工作包括但不限于以下内容：1)委托表（参见附录A）：委托表内容应包括委托方、被评价方、评价事项、委托方声明等信息；2)提供的材料：被测芯片的基本信息、资料。搭载测试芯片的测试板，测试固件。6.3受理受理的要求为：a)评价机构进行材料初审，判断提供的材料是否达到评价要求。委托材料不齐全的，委托方应补正；委托材料齐全且具有相符性，评价机构应受理；b)评价机构应识别委托方的评价目的；c)评价机构应根据委托材料确定评价形式；d)委托表应作为技术服务合同的内容。6.4组织评价组织评价的要求为：a)评价机构应在评价合同签订且资料齐全后，21个工作日内组织完成评价；b)评价机构在开展评价活动过程中应充分体现和保证评价工作的公正性；c)评价机构应根据受理评价企业和行业特点和评价目的及工作需要，确定评价指标和评价方式。评价可采用技术评测、数据分析和专家评估相结合等方式；d)专家评估可采用会议、通讯或征询意见等方式；e)评估专家应符