نقش میکروکنترلرهای کم مصرف در سامانه های الکترونیکی هوشمند

گسترش روزافزون اینترنت اشیاء (IoT) و سامانه های الکترونیکی هوشمند، نیازمند پردازشگرهایی با مصرف انرژی بسیار پایین است که بتوانند سال ها بدون تعویض باتری یا با استفاده از برداشت انرژی محیطی به فعالیت خود ادامه دهند. میکروکنترلرهای کم مصرف (Ultra-Low-Power MCUs) به عنوان ستون فقرات این سامانه ها، تعادلی بین توان پردازشی، هزینه، ابعاد و مصرف انرژی برقرار می کنند. این مقاله با رویکردی پژوهشی و مروری بر ادبیات فنی معتبر، معماری ها و تکنیک های کلیدی کاهش مصرف انرژی در میکروکنترلرهای مدرن از جمله خانواده های ARM Cortex-M، Texas Instruments MSP۴۳۰، Ambiq Apollo و راهکارهای یکپارچه سازی برداشت انرژی را بررسی می کند. سپس کاربردهای عملی این میکروکنترلرها در حوزه های خانه هوشمند، پایش سلامت و پوشیدنی ها، کشاورزی دقیق و صنعت هوشمند تحلیل شده و مقایسه فنی دقیقی میان پلتفرم های رایج ارائه می گردد. در نهایت، چالش های پیش رو همچون پیاده سازی یادگیری ماشین لبه (TinyML)، امنیت سایبری در دستگاه های محدود، برداشت انرژی و روندهای آینده مورد بحث قرار می گیرد.

کلیدواژه ها:

میکروکنترلر کم مصرف ، اینترنت اشیاء ، سامانه های هوشمند ، برداشت انرژی ، یادگیری ماشین لبه