Як выкарыстоўваць падвойную наладу з падоўжаным тэрмінам службы батарэі

2022/04/08

Аўтар: Iflowpower -Пастаўшчык партатыўных электрастанцый

Многія распрацоўшчыкі сістэм лічаць, што спажыванне энергіі адным чыпам менш, чым двума чыпамі. Першапачаткова ўсё вельмі проста: чып-сувязь спажывае больш энергіі, чым адзін чып, на абодвух чыпах больш транзістараў, таму токі ўцечкі з адным чыпам з той жа функцыяй больш. Але тэхналогія спажывання энергіі дала такі традыцыйны пункт гледжання.

Дызайнеры DSP інтэгруюць у чып DSP больш функцый, такіх як паскаральнікі, камунікацыйныя модулі і сеткавыя перыферыйныя прылады, што робіць чып больш карысным для інжынераў. Але гэты больш магутны чып будзе спажываць больш энергіі, чым гэтая задача, пры выкананні простых задач унутранага кіравання або маніторынгу. У многіх выпадках дызайнер не можа толькі ўключыць функцыі, неабходныя ў чыпе DSP.

У некаторых выпадках мікракантролер (MCU) можа выконваць тую ж задачу маніторынгу сістэмы і спажываць менш энергіі, чым DSP. Такім чынам, архітэктура падвойнага чыпа: DSP і MCU таксама магчымыя. Такім чынам, выкарыстанне маламагутнага DSP ў якасці асноўнага рашэння, іншага мікрасхема з нізкім энергазабеспячэннем у якасці сістэмнага манітора, можа падоўжыць тэрмін службы батарэі, які спажывае адзін DSP для выканання той жа задачы.

Каб дапамагчы зэканоміць энергію, інжынеры павінны ўлічваць наступныя фактары пры выбары DSP: шукаць убудаванай памяці большай ёмістасці. DSP заўсёды спажывае больш энергіі пры доступе да вонкавай памяці чыпа. Знешняя DRAM захоўвае пастаяннае спажыванне энергіі, якое спажывае электрычную энергію батарэі.

Выберыце DSP, які можна запускаць і закрываць перыферыйныя прылады. Некаторыя DSP могуць аўтаматычна адключацца на неактыўных перыферыйных прыладах у чыпе, што забяспечвае мноства правінцый кіравання і спажывання энергіі. Выберыце DSP, які дазваляе ўключаць розныя стану чакання на розных узроўнях магутнасці.

Шматфункцыянальны блок харчавання эканоміць больш энергіі. Выберыце DSP для праграмнага забеспячэння для распрацоўкі, якое аптымізуе энергаспажыванне і зніжае энергаспажыванне. Інструмент павінен дазволіць распрацоўшчыкам лёгка змяняць напружанне і частату чыпа, кіраваць станам харчавання, дапамагаць ім ацэньваць і раскладваць інфармацыю аб спажыванні энергіі.

MCU спажывае менш току ў некаторых мікрасхемах у некаторых відах выкарыстання, маламагутны паўправадніковы працэс памяншае ток уцечкі транзістара, каб дапамагчы распрацоўшчыкам чыпаў аптымізаваць працу з нізкім энергаспажываннем. На жаль, нізкае энергаспажыванне будзе абмяжоўваць прадукцыйнасць MCU. Напрыклад, TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU спажывае ток 500NA ў рэжыме чакання, максімальная тактавая частата складае 16 МГц.

Максімальная тактавая частата, якая працуе ў TMS320C5506DSP, складае 108 МГц, спажывае 10 у рэжыме чакання.µТок. Гэта заяўляе, што ён спажывае ў 20 разоў больш, чым MSP430.

Пачынаючы з мінулых часоў, унутраная перыферыйная прылада MCU кантралявалася праграмным забеспячэннем, якое дазваляе падтрымліваць статус CPU. Але новы прывад перапынення (Interrupt-Driven) з'яўляецца перыферыйным для меншых накладных выдаткаў на праграмнае забеспячэнне, што дазваляе MCU захоўваць рэжым чакання ў большасці выпадкаў. У якасці прыкладу возьмем апаратны пераўтваральнік унутранага модуля (АЦП), ён аўтаматычна скануе ўваходны канал, запускае пераўтварэнне і выконвае перадачу DMA для вырашэння задачы выбаркі атрыманых дадзеных.

У выніку АЦП працуе амаль спантанна. CPU выкарыстоўвае вельмі мала часу для службы харчавання, а MCU эканоміць энергаспажыванне. Патрабаванні да магутнасці з множным тактавым скарачэннем Дызайн сістэмы тактовых гадзін MCU таксама можа дапамагчы знізіць спажыванне энергіі.

Схема на малюнку 1 паказвае два гадзінніка, якія працуюць ад аднаго крышталя. MCU звычайна выкарыстоўвае крышталь з частатой 32 кГц, але не абавязкова генеруе ўнутраныя тактавыя сігналы, сістэмныя тактавыя сігналы (MCLK) і сігналы другаснага тактавага сігналу (ACLK). Як правіла, крышталі генеруюць толькі сігналы ACLK.

Маламагутная здабыча MCU з выкарыстаннем дапаможных гадзін 32 кГц, якія адначасова кіруюць гадзінамі рэальнага часу MCU, высакахуткасны лічбавы генератар кіравання (DCO) генеруе сістэмны тактавы сігнал для працэсара і высакахуткасных перыферыйных прылад. DCO можа генераваць тактавыя сігналы некалькімі спосабамі, кожны з рознымі характарыстыкамі прадукцыйнасці і спажывання энергіі. Ад нізкага да высокага энергаспажывання гэтыя рэжымы тактавых гадзін маюць генератары ультрамалой магутнасці (VLO), крышталі 3 кГц да DCO.

Каб знізіць энергаспажыванне, распрацоўшчык выкарыстоўвае самы нізкі такт (VLO або крышталь 32 кГц) у рэжыме чакання і рэалізуе высокачашчынны DCO пры выкарыстанні дзейнасці, якая будзе выкарыстоўвацца для працэсара. DCO можа быць менш за 1µЧас часу S пераходзіць у актыўны стан і цалкам стабільны. Гэтая магчымасць эканоміць час і энергаспажыванне.

Звярніце ўвагу, што выкарыстанне нізкачашчынных маламагутных гадзіннікаў у раздзяленні актыўнасці будзе спажываць больш энергіі, чым пераключэнне на больш хуткія гадзіны. У рэжыме з большым энергаспажываннем і нізкай частатой працэсар марнуе больш часу на выкананне канкрэтнай задачы. У дадатак да выкарыстання нізкахуткаснага спажывання энергіі, які эканоміць тактавыя гадзіны на некаторых перыферыйных прыладах, MSP430MCU таксама забяспечвае звышнізкія магутнасці асцылятараў для генерацыі сігналу ACLK.

У рэжыме чакання (LPM3) MSP430MCU звычайна спажывае менш за 1 пры працы ACLK і ва ўсіх станах уключэння перапынення.µТок. Такім чынам, маламагутныя MCU спажываюць менш энергіі, чым DSP падчас гадзінніка рэальнага часу або зарадкі батарэі кіравання.

Больш за тое, місія ў MCU таксама можа быць вызвалена DSP, каб зрабіць яе выканальнай для задач дазволу сігналаў. Вынікі эканоміі энергіі інжынеры могуць бачыць дызайн падвойнага патрабавання для дасягнення выдатных вынікаў. Уявіце сабе сістэму, якая абапіраецца на высокі клас DSP для вырашэння задач маніторынгу.

Гэта рашэнне неўзабаве будзе выкарыстоўваць нікель-вадародны акумулятар AA ёмістасцю 2500 мАг. Калі раўнамернае спажыванне току складае 10 мА, дзве батарэі серыі разраджаюцца на працягу 10,5 дзён.

Падвойнае раздзяленне Выкарыстоўваецца для памяншэння току да 1 мА, так што батарэя падаўжаецца да 120 дзён. MCU у сістэме з падвойным рашэннем прызначаны для зніжэння спажывання энергіі, некаторыя сістэмныя або маніторынгавыя функцыі, якія можна вырашыць, уключаюць: Абслугоўванне гадзін рэальнага часу Сартаванне харчавання Значнасць харчавання і скід Клавіятуры або чалавечы інтэрфейс Кіраванне батарэяй Кіраванне дысплеем Магутнасць DSP Шмат DSP Шматлікія DSP рэйкі харчавання прымяняюцца ў фіксаваным парадку для забеспячэння нармальнай працы ў ЦСП і перыферыйных прыладах. Як правіла, гэтыя трэкі адначасова сілкуюцца ад ядра (CPU) і памяці DDR і прылад уводу-вываду.

Нягледзячы на ​​тое, што спецыяльныя прылады могуць падаваць напругу на чып DSP у фіксаваным парадку, ён не можа выконваць іншыя функцыі. Меншыя маламагутныя MCU можна сартаваць і кантраляваць на напружанне крыніцы харчавання, а таксама выконваць задачы па кантролі магутнасці (малюнак 2). У гэтым выпадку праграмнае забеспячэнне запускае тры схемы рэгулятара харчавання ў адпаведным парадку.

MCU выкарыстоўвае свой унутраны АЦП для праверкі адпаведнага напружання пры адпаведных рэйках харчавання. Калі агульная схема не патрабуе чыпа DSP, MCU можа ўключыць рэгулятар, каб закрыць DSP. Фактычна, MCU можа мець зносіны з рэгуляваным ціскам асцылятарам для кіравання напругай і частатой DSP або тактавай частатой DSP кіравання сувязі PLL.

Такім чынам, калі DSP завяршае вылічальную шчыльную задачу, рэгуляваны гадзіннік MCU пераўтворыць DSP у рэжым чакання для эканоміі спажыванай энергіі. Двухбаковы маніторынг MCU тэстуе DSP, каб зразумець яго стан занятасці. У гэтым рэжыме MCU працуе як разумны кантролер.

З іншага боку, DSP можа чытаць і запісваць MCU. Такім чынам, DSP можа быць выкарыстаны ў адпаведнасці з выкарыстаннем, паведаміце MCU, каб паменшыць або палепшыць тактавы сігнал DSP. Выкарыстоўваючы MCU для выканання іншых задач, якія DSP звычайна выконваюць у адной сістэме рашэння, дызайнеры таксама могуць атрымаць больш пераваг.

Напрыклад, пры дазволе працы клавіятуры MCU спажывае менш энергіі, чым DSP. MCU пасылае сігнал перапынення ў DSP толькі пасля праверкі дзеяння кнопкі або адпушчэння кнопкі. Такім чынам дапамагае празмернае спажыванне току, выкліканае трапленнем, гэтая сітуацыя часта выяўляецца ў некаторых партатыўных абсталяванні.

Для таго, каб яшчэ больш зняць нагрузку на чып DSP, MCU можа паставіць: стандартныя схемы кіравання SPI, UART і I2C парты для радыёчастотнай сувязі перыферыйны інтэрфейс схемы кіравання батарэяй універсальныя парты ўводу-вываду, згаданыя вышэй і папярэднія Кожнае перыферыйнае прылада , MCU можа аўтаматычна запускацца з рэжыму нізкай магутнасці. Такім чынам, MCU не працягвае апытваць перыферыйныя прылады, каб вызначыць, якое з іх абслугоўваць, а таксама не робіць максімальнае спажыванне энергіі для выканання задачы. Пачнецца перыферыйныя прылады.

Кожны міліват пры нізкім спажыванні энергіі вельмі каштоўны. Нарэшце, распрацоўшчыкі не грунтуюцца на ўсебаковых меркаваннях паміж вылічэннямі, вымярэннямі і функцыямі і запускам DSP або MCU, а выкарыстоўваюць адзін ці два Satures у выкарыстанні.

ЗВЯЖЫЦЕСЯ З НАМІ
Проста скажыце нам вашыя патрабаванні, мы можам зрабіць больш, чым вы можаце сабе ўявіць.
Адправіць запыт
Chat with Us

Адправіць запыт

Выберыце іншую мову
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Актуальная мова:Беларуская