靈活的功耗模式能夠促使開發(fā)人員安排獨立系統(tǒng)活動，從而優(yōu)化整體功耗。提供多種可以在低功耗模式下運行且可以在不喚醒 CPU 的情況下被喚醒執(zhí)行其功能的外設，是這方面的關鍵技術。一些 MCU 還提供外圍設備，只能執(zhí)行有限功能的特殊低功耗工作模式(例如較低的工作頻率和電壓)以進一步優(yōu)化應用功耗，甚至可以設計優(yōu)化功耗的特定外設，即BLE 無線電可以采用支持低功率無線通訊的設計。
影響功耗的另一個因素是非易失性(NV)內(nèi)存訪問，尤其是使用閃存(NV存儲器)存儲固件代碼的 MCU。閃存訪問的任何優(yōu)化都會大大降低功耗，其目標是盡量減少閃存訪問的頻率。這里使用了兩種常用的技術，其中一種是提供一個高速緩沖存儲器。這樣，實際的代碼存儲器(閃存)就無需在每個執(zhí)行周期都被訪問。另一種方法是增加一個周期內(nèi)獲取的數(shù)據(jù)量，通過使用范圍更廣的閃存訪問降低閃存的訪問頻率。
基于物聯(lián)網(wǎng)的 MCU 也可以提供靈活的電源系統(tǒng)。在支持寬電源電壓范圍的情況下，MCU 可以由多個電源供電。例如像健身跟蹤器這類簡單的物聯(lián)網(wǎng)應用，可以由紐扣電池來供電，而智能手表這類復雜的物聯(lián)網(wǎng)應用則需要由 PMIC (電源管理集成電路)供電。另外，一些 MCU 通過其內(nèi)部的降壓轉換器來有效地調(diào)節(jié)自身電源。
在考慮 MCU 的功耗模式時，超越其基本架構十分重要。例如，標準 ARM CPU 內(nèi)核支持運行、睡眠和深度睡眠。附加功耗模式通常由特定的 MCU 供應商添加。例如，賽普拉斯的 PSoC 6 BLE MCU可執(zhí)行包括，低功耗運行、低功耗睡眠和休眠狀態(tài)在內(nèi)的六種工作功耗模式。
圖4：PSoC 6 BLE MCU 的功耗模式轉換示例
多處理器 MCU(加快并行應用程序任務的運行速度)：基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能特性的增長，其復雜性也隨之增加，而實際尺寸則越來越小。MCU 制造商的目標是提高系統(tǒng)的性能，同時盡可能降低尺寸和減少功耗。多核 MCU 和片上系統(tǒng)(SoC)通過在單個芯片中集成更多功能和最大限度地減少芯片面積提供更高的性能。多核處理器是包含兩個或更多個獨立核心(或 CPU)的 MCU 或 SoC。這些內(nèi)核通常集成在單個芯片上，它們也可以作為一個封裝中的多個芯片。
多核 MCU 有助于提供高性能并保持小尺寸。可穿戴設備等典型的物聯(lián)網(wǎng)設計需要多個MCU，包括：一個用于無線通信的 BLE 控制器、用于執(zhí)行用戶界面的 Touch MCU 和一個用來實現(xiàn)該應用程序運行的主要的 MCU。這三種 MCU 的功能可以由一個高度集成的多核 MCU 提供。
多核 MCU 可帶來許多其他益處。例如，它可以集成足夠的資源使 CPU 能夠并行處理密集型任務，從而充分發(fā)揮多任務處理的效率。這也使開發(fā)人員可以有效地將系統(tǒng)事件分配給特定的內(nèi)核，從而達到功耗和性能目標。再比如，在雙核可穿戴設計中，可以將需要較少 CPU 干預的周期性功能(例如無線廣播和觸摸感應)分配給一個內(nèi)核。其他“頻繁接觸”的功能，如需要 CPU 頻繁干預的傳感器融合等，可以分配給另一個內(nèi)核。當在系統(tǒng)中運行多個應用程序時，這種分區(qū)縮短了延遲時間。通過整合協(xié)議棧和程序存儲器的集成還可以提高效率。
圖5：物聯(lián)網(wǎng)多核 MCU 示例
圖6表示的是一個多核 MCU — 賽普拉斯 MCU PSoC 6 BLE。該雙核 MCU 具有兩個32位 ARM Cortex CPU — Cortex-M4 和 Cortex-M0+。這兩個 CPU 都是具備一個32位的數(shù)據(jù)路徑、寄存器和存儲器接口的32位處理器。Cortex-M4是專為實現(xiàn)短中斷響應時間、高代碼密度和高32位吞吐量同時保證嚴格的成本和功耗預算而設計的主 CPU。Cortex-M0+ 作為輔助 CPU，用于提供網(wǎng)絡安全、物理安全和保護功能。Cortex CPU 執(zhí)行 Thumb指令集的一個子集，并具有兩種被稱為線程模式和處理者模式的操作模式。這些 CPU 在退出復位并執(zhí)行應用程序軟件時會進入線程模式。為了處理異常情況，CPU 會進入處理者模式。當所有異常處理完成后，CPU 返回到線程模式。