Hoe om litiumbatterylewe te verleng deur &39;n dubbele verwerker-toepassing

Autor: Iflowpower – Portable Power Station ပေးသွင်းသူ

In die lig van die behoefte om batterylewe te verleng, glo baie stelselontwerpers dat die kragverbruik wat deur &39;n enkele skyfie verbruik word, minder is as die twee skyfies. Die rede blyk eenvoudig te wees: skyfiekommunikasie verbruik meer kragverbruik as ’n enkele skyfie, daar is meer transistors op albei skyfies, so daar is meer lekstrome met enkelskyfies met dieselfde funksie. Maar kragverbruik tegnologie het hierdie soort tradisionele standpunt gegee.

DSP-ontwerpers integreer meer kenmerke, soos versnellers, kommunikasiemodules en netwerkrandapparatuur met die DSP-skyfie, wat die skyfie nuttiger maak vir ingenieurs. Maar hierdie kragtiger skyfie sal meer kragverbruik as hierdie taak verbruik in die voltooiing van eenvoudige interne bestuur of moniteringstake. In baie gevalle kan die ontwerper nie net die kenmerke aktiveer wat in die DSP-skyfie vereis word nie.

In sommige toepassings voer die mikrobeheerder (MCU) dieselfde stelselmoniteringstaak uit, wat meer kragverbruik as DSP is. Dus, die argitektuur van die dubbelskyfie: DSP en MCU is ook moontlik. Gebruik dus &39;n laekrag DSP as &39;n hoofverwerker, &39;n ander laekrag MCU as &39;n stelselmonitor, kan die batterylewe wat deur die enkele DSP verbruik word verleng om dieselfde taak te voltooi.

Om te help om krag te bespaar, moet ingenieurs die volgende faktore oorweeg wanneer hulle DSP kies: kyk vir groter kapasiteit op-skyfie geheue. DSP verbruik altyd meer kragverbruik wanneer toegang tot die chip buite-geheue verkry word. Eksterne DRAM stoor konstante kragverbruik, wat battery elektriese energie verbruik.

Kies &39;n DSP wat randapparatuur kan begin en toemaak. Sommige DSP&39;s kan outomaties afskakel op die onaktiewe on-chip randapparatuur, wat &39;n verskeidenheid van beheer en kragverbruik provinsies voorsien. Kies &39;n DSP wat &39;n verskeidenheid bystandtoestande op verskillende kragvlakke moontlik maak.

Multi-kragtoevoer bespaar meer energieverbruik. Kies DSP vir die ontwikkelingsagteware wat kragverbruik optimaliseer en kragverbruik verminder. Gereedskap moet ontwikkelaars maklik die spanning en frekwensie van die skyfie laat verander, kragstatus bestuur, hulle help om kraginligting te evalueer en te ontleed.

MCU verbruik minder stroom in sommige toepassings in die MCU in sommige toepassings, lae-krag halfgeleier proses verminder transistor lekstroom om chip ontwerpers te help om lae krag werking te optimaliseer. Ongelukkig sal lae kragverbruik MCU-werkverrigting beperk. Byvoorbeeld, &39;n TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU verbruik 500NA stroom in bystandmodus, die maksimum klokfrekwensie is 16MHz.

Die maksimum klokfrekwensie wat in TMS320C5506DSP loop, is 108MHz, verbruik 10 in bystandmodusµ&39;n Stroom. Dit dui aan dat dit 20 keer hoër verbruik as die MSP430.

Vanaf die vorige ontwikkelingsproses is die interne MCU-randapparatuur deur die sagteware beheer, wat aandui dat die SVE aktiewe status behou. Maar die nuwe onderbrekingsaandrywing (Interrupt-Driven) is periferaal vir minder sagteware-bokoste, wat MCU in staat stel om die meeste tyd bystandmodus te hou. Neem die interne modulus-omskakelaar (ADC) hardeware as &39;n voorbeeld, dit skandeer outomaties die invoerkanaal, aktiveer omskakeling en voer DMA-transmissie uit om die ontvangde datamonstertake te verwerk.

As gevolg hiervan is die ADC amper spontaan aan die gang. Die SVE gebruik net baie min tyd vir sy verskaffingsdiens, en die MCU bespaar kragverbruik. Meervoudige klokverminderingskragvereistes MCU-klokstelselontwerp kan ook help om kragverbruik te verminder.

Die stroombaandiagram in Figuur 1 toon twee horlosies wat deur &39;n enkele kristal werk. Die MCU gebruik gewoonlik &39;n 32kHz kristal, maar genereer nie noodwendig interne klokseine, stelselklok (MCLK) en sekondêre klok (ACLK) seine nie. Gewoonlik genereer kristalle slegs ACLK-seine.

MCU se lae-krag onttrekking met behulp van &39;n 32kHz hulphorlosie wat gelyktydig die MCU intydse klok aandryf, hoë-spoed digitale beheer ossillator (DCO) genereer &39;n stelsel klok sein vir SVE en hoë-spoed randapparatuur. DCO kan klokseine op verskeie maniere genereer, elk met verskillende prestasie- en kragverbruikeienskappe. Van lae tot hoë kragverbruik, hierdie klokmodusse het ultra lae krag ossillators (VLO), 3kHz kristalle tot DCO.

Ten einde kragverbruik te verminder, gebruik die ontwerper die laagste klok (VLO of 32kHz kristal) in ledige modus, en realiseer hoëfrekwensie DCO wanneer die aktiwiteit op die SVE toegepas word. DCO kan minder wees as 1µDie tyd van S se tyd gaan die aktiewe toestand binne en is ten volle stabiel. Hierdie kitsgeaktiveerde vermoë bespaar tyd en kragverbruik.

Let daarop dat die lae-krag horlosie wat lae frekwensies gebruik, verbruik word om meer krag te verbruik as die vinniger klok tydens aktiwiteitsverwerking. In &39;n hoër kragverbruikende modus, lae frekwensie tydklokke spandeer die SVE meer tyd aan &39;n spesifieke taak. Benewens die gebruik van lae-spoed klokbesparende kragverbruik op sekere randapparatuur, verskaf die MSP430MCU ook ultra-lae krag ossillators om &39;n ACLK sein te genereer.

Onder sy bystandkragmodus (LPM3), verbruik MSP430MCU gewoonlik minder as 1 in ACLK-werking en alle onderbreking-geaktiveerde toestandeµ&39;n Stroom. Daarom verbruik laekrag MCU&39;s minder krag as DSP tydens die intydse klok of bestuurbatterylaai.

Boonop word die taak aan die MCU gegee of die DSP kan bevry word, sodat dit die seinverwerkingstaak van sy goed kan uitvoer. Kragverbruikbesparende resultate Ingenieurs kan die dubbele verwerker-ontwerp sien om uitstekende resultate te behaal. Stel jou &39;n stelsel voor wat staatmaak op hoë-end DSP om moniteringstake te hanteer.

Die verwerker sal vinnig die ander 2 500 mAh nikkel-waterstof AA-battery gebruik. As die gemiddelde stroomverbruik 10mA is, sal die twee reeksbatterye binne 10,5 dae leeg wees.

Dubbele verwerkertoepassings verminder stroom tot 1mA om die battery na 120 dae te verleng. Die MCU in die dubbele verwerkerstelsel is verminderde kragverbruik, sommige stelsel- of moniteringsfunksies wat verwerk kan word sluit in: intydse klokonderhoud kragsortering kragmonitering en terugstel sleutelbord of mens-masjien koppelvlakbestuur batterybestuur vertoonbeheerbestuur DSP-krag Baie DSP moet &39;n veelheid kragrelings van die kragtoevoer in &39;n vaste volgorde toepas om normale werk van DSP en randapparatuur te verseker. Tipies word hierdie snitte gelyktydig aangedryf deur kern- (CPU) en DDR-geheue en I/O-toestelle.

Alhoewel toegewyde toestelle &39;n spanning op die DSP-skyfie kan toepas volgens vaste volgorde, kan dit nie ander funksies verrig nie. Kleiner lae-krag MCU&39;s kan gesorteer en gemonitor word vir kragtoevoerspanning, en voer kragbeheertake uit (Figuur 2). In hierdie geval begin die sagteware drie kragtoevoerreguleerderkringe in &39;n toepaslike volgorde.

Die MCU gebruik sy interne ADC om die toepaslike spanning op te spoor wanneer die onderskeie kragrelings gebruik word. Wanneer die totale stroombaan nie &39;n DSP-skyfie wil hê nie, kan die MCU die reguleerder afskakel om die DSP toe te maak. Trouens, die MCU kan direk met die drukbeheerde ossillator kommunikeer om die spanning en frekwensie van die DSP te beheer, of die klokfrekwensie van die PLL kommunikasiebeheer DSP.

Daarom, wanneer die DSP die rekenaardigte taak voltooi, skakel die MCU verstelbare klok die DSP om na bystandmodus om kragverbruik te bespaar. Tweerigtingmonitering laat MCU toe om DSP op te spoor om sy besige toestand te verstaan. In hierdie modus werk die MCU as &39;n slim kontroleerder.

Aan die ander kant kan DSP die MCU lees en skryf. Die DSP kan dus die MCU in kennis stel om die DSP-klok volgens die toepassing te verminder of te verbeter. Deur die MCU te gebruik om DSP te voltooi, word gewoonlik ander take bereik wat in &39;n enkele verwerkerstelsel geïmplementeer is, ontwerpers kan ook meer voordele kry.

Byvoorbeeld, wanneer die sleutelbordbewerking verwerk word, verbruik die MCU minder kragverbruik as die DSP. Die MCU stuur &39;n onderbrekingsein na die DSP slegs nadat die werking van die knoppie of die vrylating van die knoppie opgespoor is. Hierdie benadering help om oormatige stroomverbruik te voorkom wat veroorsaak word deur trefkrag, wat dikwels in sommige handtoestelle voorkom.

Ten einde die las van die DSP-skyfie verder te verlig, kan die MCU verskaf: die dryfkring standaard SPI, UART en I2C poorte vir radiofrekwensie kommunikasie randapparatuur word gebruik vir die bogenoemde en voorheen genoem. Elke randapparaat kan die MCU outomaties vanaf lae kragmodus begin. Daarom sal die MCU nie voortgaan om die randapparatuur te ondersoek om te bepaal watter diens nie die maksimum kragverbruik verbruik om hierdie taak uit te voer nie.

Randapparatuur sal begin word. Elke milliwat in lae kragverbruik is baie waardevol. Laastens moet die ontwerper die gebruik van een of twee verwerkers in die toepassing bepaal op grond van berekenings-, metings- en funksionele oorwegings tussen DSP of MCU.