Cumu aduprà a doppia configurazione cù a vita di a bateria estesa

2022/04/08

Auteur : Iflowpower -Fornitore di stazioni di energia portatili

Parechji disinfettori di u sistema crede chì u cunsumu di energia cunsumata da u chip unicu hè menu di i dui chips. Originariamente, hè assai simplice: a cumunicazione di chip cunsuma più cunsumu d'energia chè un unicu chip, ci sò più transistori in i dui chips, cusì ci sò più correnti di fuga cù un chip unicu cù a listessa funzione. Ma a tecnulugia di cunsumu di energia hà datu stu tipu di puntu di vista tradiziunale.

I diseggiani DSP integranu più funzioni, cum'è acceleratori, moduli di cumunicazione è periferiche di rete à u chip DSP, facendu u chip più utile à l'ingegneri. Ma stu chip più putente cunsumerà più cunsumu d'energia ch'è questu compitu in cumpiendu semplici attività di gestione o di monitoraghju in casa. In parechji casi, u designer ùn pò micca solu attivà e funzioni richieste in u chip DSP.

In certi usi, u microcontroller (MCU) pò fà u listessu compitu di monitoraghju di u sistema, è cunsumà menu cunsumu d'energia chè DSP. Allora, l'architettura di u doppiu chip: DSP è MCU sò ancu pussibuli. Dunque, aduprate un DSP di bassa putenza cum'è una suluzione principale, un altru MCU di bassa putenza cum'è un monitor di sistema, pò allargà a vita di a bateria cunsumata da u DSP unicu per compie u listessu compitu.

Per aiutà à risparmià energia, l'ingegneri anu da cunsiderà i seguenti fatturi quandu sceglienu DSP: cercate memoria di capacità più grande in chip. DSP cunsuma sempre più cunsumu di energia quandu accede à a memoria esterna di chip. A DRAM esterna immagazzina un cunsumu di energia constante, chì cunsuma l'energia elettrica di a batteria.

Selezziunate un DSP chì pò esse cuminciatu è periferichi chjusi. Certi DSP ponu spegne automaticamente i periferichi inattivi in ​​chip, chì furnisce una varietà di pruvince di cuntrollu è cunsumu di energia. Sceglite un DSP chì permette una varietà di stati di standby à diversi livelli di putenza.

L'alimentazione multiplu risparmia più cunsumu d'energia. Sceglite DSP per u software di sviluppu chì ottimisimu u cunsumu di energia è riduce u cunsumu di energia. L'uttellu deve fà chì i sviluppatori cambienu facilmente a tensione è a frequenza di u chip, gestisce u statutu di l'energia, aiutanu à valutà è decompone l'infurmazioni di cunsumu di energia.

MCU cunsuma menu corrente in certi MCU in certi usi, u prucessu di semiconductor di bassa putenza riduce a corrente di fuga di transistor per aiutà i disegnatori di chip à ottimisà l'operazione di bassa putenza. Sfortunatamente, un bassu cunsumu d'energia limiterà a prestazione MCU. Per esempiu, un TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU cunsuma 500NA currente in modalità standby, a frequenza massima di clock hè 16MHz.

A frequenza massima di clock in TMS320C5506DSP hè 108MHz, cunsuma 10 in modalità standby.µUn currente. Questu dichjara chì cunsuma 20 volte più altu ch'è u MSP430.

Da u sviluppu di u passatu, u perifericu MCU internu hè statu cuntrullatu da u software, chì hè statutable per mantene u statutu di u CPU. Ma a nova unità di interruzzione (Interrupt-Driven) hè periferica per menu software overhead, permette à MCU di mantene u modalità standby in a maiò parte di u tempu. Pigliate l'hardware di cunvertitore di modulu internu (ADC) cum'è un esempiu, scansa automaticamente u canali di input, attivate a cunversione, è eseguisce a trasmissione DMA per risolve u compitu di campionamentu di dati ricevuti.

In u risultatu, l'ADC hè quasi spontaneamente in funzione. U CPU usa solu pocu tempu per u so serviziu di furnimentu, è u MCU salva u cunsumu di energia. Requisiti multipli di putenza di riduzzione di u clock U cuncepimentu di u sistema di clock MCU pò ancu aiutà à riduce u cunsumu di energia.

U schema di circuitu in a Figura 1 mostra dui clock chì operanu da un unicu cristallu. U MCU generalmente usa un cristallu 32kHz, ma ùn genera micca necessariamente signali di clock internu, clock di sistema (MCLK) è signali di clock secundariu (ACLK). Di genere, i cristalli generanu solu signali ACLK.

L'estrazione di bassa putenza di MCU utilizendu un clock ausiliariu di 32 kHz chì guida simultaneamente l'orologio in tempu reale MCU, l'oscillatore di cuntrollu digitale d'alta velocità (DCO) genera un signalu di clock di sistema per CPU è periferiche à alta velocità. DCO pò generà segnali di clock in parechje manere, ognunu cù caratteristiche di rendiment è cunsumu d'energia differenti. Da u cunsumu d'energia bassu à altu, sti modi di clock anu oscillatori ultra low power (VLO), cristalli 3kHz à DCO.

Per riduce u cunsumu d'energia, u designer usa l'orologio più bassu (VLO o cristallo 32kHz) in modu inattivu, è rializeghja DCO d'alta frequenza quandu usa l'attività per esse aduprata à CPU. DCO pò esse menu di 1µU tempu di u tempu di S entra in u statu attivu è hè cumplettamente stabile. Questa capacità attivata istantaneamente risparmia u tempu è u cunsumu di energia.

Nota chì l'usu di orologi di bassa frequenza di bassa putenza in a risoluzione di l'attività cunsumerà più cunsumu d'energia chè di cambià à orologi più veloci. In u modu di cunsumu di energia più altu, u tempu di freccia di bassa frequenza, u CPU passa più tempu nantu à un compitu specificu. In più di utilizà u cunsumu d'energia di risparmiu di clock à bassa velocità in certi periferichi, u MSP430MCU furnisce ancu oscillatori ultra-bassi per generà un signalu ACLK.

Sottu u so modu di alimentazione standby (LPM3), MSP430MCU generalmente cunsuma menu di 1 in l'operazione ACLK è tutti i stati attivati ​​per interruzzione.µUn currente. Dunque, i MCU di bassa putenza cunsuma menu energia cà DSP durante l'orologio in tempu reale o a carica di a batteria di gestione.

Inoltre, a missione à u MCU pò ancu esse liberata da u DSP per rende eseguibile per signalà e funzioni di risoluzione. Risultati di risparmiu di cunsumu di energia L'ingegneri ponu vede u disignu à doppia dumanda per ottene risultati eccellenti. Imagine un sistema chì si basa in DSP high-end per risolve i travaglii di monitoraghju.

Questa suluzione prestu aduprà una batteria AA di nichel-idrogenu 2,500mAh. Se u cunsumu di corrente uniforme hè 10mA, e duie batterie di serie seranu esaurite in 10,5 ghjorni.

Dual Split Use per riduce u currente à 1mA, cusì chì a bateria hè allargata à 120 ghjorni. U MCU in u sistema di doppia suluzione hè di riduce u cunsumu d'energia, alcune funzioni di sistema o di monitoraghju chì ponu esse risolte includenu: Mantenimentu di l'orologio in tempu reale Power Sort Power Signification and Reset Keyboard or Human Interface Management Battery Control Display Control DSP Power Molti DSP Una pluralità di rails di putenza di l'alimentazione sò applicati in un ordine fissu per assicurà u travagliu normale in DSP è periferiche. Di genere, sti tracce sò alimentati simultaneamente da core (CPU) è memoria DDR è dispositivi I / O.

Ancu se i dispositi dedicati ponu applicà una tensione à u chip DSP per ordine fissu, ùn pò micca fà altre funzioni. I MCU di bassa putenza più chjuchi ponu esse classificati è monitorati per a tensione di l'alimentazione, è eseguite funzioni di cuntrollu di putenza (Figura 2). In questu casu, u software principia trè circuiti di regulatori di alimentazione in un ordine adattatu.

U MCU usa u so ADC internu per pruvà a tensione approprita quandu i rispettivi rails di putenza. Quandu u circuitu tutale ùn vole micca un chip DSP, u MCU pò aghjunghje u regulatore per chjude u DSP. In fatti, u MCU pò cumunicà cù l'oscillatore cuntrullatu à pressione per cuntrullà a tensione è a frequenza di u DSP, o a freccia di u clock di u DSP di cuntrollu di cumunicazione PLL.

Dunque, quandu u DSP compie u compitu densu computazionale, l'orologio regulabile MCU converte u DSP in modalità standby per risparmià u cunsumu di energia. U monitoraghju bidirezionale MCU test DSP per capisce u so statu occupatu. In questu modu, u MCU funziona cum'è un controller intelligente.

Per d 'altra banda, DSP pò leghje è scrive u MCU. Allora u DSP pò esse usatu secondu l'usu, informate l'MCU per riduce o migliurà u clock DSP. Utilizendu l'MCU per cumpiendu altre attività chì i DSP generalmente ghjunghjenu in un sistema solu solu, i diseggiani ponu ancu ottene più benefici.

Per esempiu, quandu si risolve u funziunamentu di u teclatu, MCU cunsuma menu cunsumu di energia cà DSP. U MCU manda solu un signalu di interruzzione à u DSP dopu avè pruvatu l'azzione di u buttone o a liberazione di u buttone. Questu modu aiuta à u cunsumu di corrente eccessivu causatu da u colpu da u colpu, sta situazione spessu fora in certi equipaghji portatili.

Per allevà ulteriormente a carica di u chip DSP, u MCU pò furnisce: u circuitu di guida standard SPI, UART, è porti I2C per a cumunicazione in radiofrequenza interfaccia periferica interfaccia di gestione di batteria circuitu universale I / O porti menzionati sopra è precedente Ogni periferica , u MCU pò inizià automaticamente da u modu di bassa putenza. Dunque, l'MCU ùn cuntinueghja micca à sondaghju i periferichi per determinà quale serve, nè u cunsumu massimu di energia per realizà u compitu. I periferichi cumincianu.

Ogni milliwat in bassa cunsumu d'energia hè assai preziosu. Infine, i diseggiani ùn sò micca basati nantu à considerazioni cumpleta trà i calculi, a misurazione è e funzioni è eseguite DSP o MCU, è utilizate una o duie Sature in usu.

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