Kiel uzi la duoblan aranĝon uzante plilongigitan baterian vivon

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Multaj sistemdizajnistoj kredas ke la elektrokonsumo konsumita de la ununura blato estas malpli ol la du blatoj. Origine, ĝi estas tre simpla: blata komunikado konsumas pli da elektrokonsumo ol unu blato, estas pli da transistoroj sur ambaŭ blatoj, do estas pli da fuĝaj fluoj kun unupeto kun la sama funkcio. Sed elektrokonsuma teknologio donis ĉi tiun tradician vidpunkton.

DSP-dizajnistoj integras pli da ecoj, kiel ekzemple akceliloj, komunikadmoduloj, kaj retaj periferioj al la DSP-peceto, igante la blaton pli utila al inĝenieroj. Sed ĉi tiu pli potenca blato konsumos pli da elektrokonsumo ol ĉi tiu tasko por plenumi simplajn endomajn administradojn aŭ monitorajn taskojn. En multaj kazoj, la dizajnisto ne povas nur ebligi la funkciojn postulatajn en la DSP-peceto.

En kelkaj uzoj, la mikroregilo (MCU) povas plenumi la saman sisteman monitoradtaskon, kaj konsumi malpli energikonsumon ol DSP. Do, la arkitekturo de la duobla blato: DSP kaj MCU ankaŭ eblas. Sekve, uzu malalt-potencan DSP kiel ĉefan solvon, alian malaltpotencan MCU kiel sisteman monitoron, povas plilongigi la baterian vivon konsumitan de la ununura DSP por plenumi la saman taskon.

Por helpi ŝpari potencon, inĝenieroj devus konsideri la sekvajn faktorojn elektante DSP: serĉu pli grandan kapacitan sur-blatan memoron. DSP ĉiam konsumas pli da energikonsumo dum aliro al la blata ekstera memoro. Ekstera DRAM stokas konstantan elektran konsumon, kiu konsumas elektran energion de kuirilaro.

Elektu DSP kiu povas esti komencita kaj fermita ekstercentraj. Iuj DSP-oj povas aŭtomate malŝalti la neaktivajn sur-blatajn ekstercentrajn, kiuj provizas diversajn kontrolojn kaj elektrokonsumajn provincojn. Elektu DSP, kiu ebligas diversajn standby-ŝtatojn ĉe malsamaj potenco-niveloj.

Mult-elektra provizo ŝparas pli da energikonsumo. Elektu DSP por la evoluiga programaro, kiu optimumigas elektrokonsumon kaj reduktas elektrokonsumon. La ilo devus igi programistojn facile ŝanĝi la tension kaj frekvencon de la blato, administri potencostatuson, helpi ilin taksi kaj malkomponi elektrokonsuman informon.

MCU konsumas malpli fluon en kelkaj MCU-oj en kelkaj uzoj, malalt-potenca semikonduktaĵprocezo reduktas transistoran elfluan fluon por helpi pecetprojektistojn optimumigi malaltan potencan operacion. Bedaŭrinde, malalta energikonsumo limigos la rendimenton de MCU. Ekzemple, TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU konsumas 500NA-fluon en standby, la maksimuma horloĝfrekvenco estas 16MHz.

La maksimuma horloĝfrekvenco funkcianta en TMS320C5506DSP estas 108MHz, konsumas 10 en standby reĝimoµFluo. Ĉi tio deklaras, ke ĝi konsumas 20 fojojn pli alta ol la MSP430.

De la evoluo de la pasinteco, la interna MCU-ekscentralo estis kontrolita de la programaro, kiu estas deklarebla por konservi la statuson de la CPU. Sed la nova interrompa stirado (Interrupt-Driven) estas ekstercentra por malpli da programaro, permesas al MCU konservi standby-reĝimon plej multe da tempo. Prenu la aparataron de interna modula konvertilo (ADC) kiel ekzemplon, ĝi aŭtomate skanas la enigan kanalon, ellasilon konvertiĝon kaj efektivigu DMA-transsendon por solvi la ricevitan datuman specimenan taskon.

Kiel rezulto, la ADC preskaŭ spontane funkcias. La CPU nur uzas tre malmulte da tempo por sia proviza servo, kaj la MCU ŝparas elektrokonsumon. Multoblaj horloĝaj reduktaj potencopostuloj MCU-horloĝa sistemo-dezajno ankaŭ povas helpi redukti elektrokonsumon.

La cirkvitodiagramo en figuro 1 montras du horloĝojn funkciigantajn per ununura kristalo. La MCU kutime uzas 32kHz-kristalon, sed ne nepre generas internajn horloĝsignalojn, sistemhorloĝon (MCLK), kaj sekundaran horloĝon (ACLK) signalojn. Tipe, kristaloj nur generas ACLK-signalojn.

La malalt-potenca eltiro de MCU uzante 32kHz helpan horloĝon kiu samtempe kondukas la MCU realtempan horloĝon, altrapida cifereca kontrola oscilatoro (DCO) generas sisteman horloĝan signalon por CPU kaj altrapidaj ekstercentraj. DCO povas generi horloĝsignalojn laŭ pluraj manieroj, ĉiu kun malsamaj agado kaj elektrokonsumkarakterizaĵoj. De malalta ĝis alta energikonsumo, ĉi tiuj horloĝreĝimoj havas ultramalaltpotencajn oscilatorojn (VLO), 3kHz-kristalojn al DCO.

Por redukti energikonsumon, la dizajnisto uzas la plej malaltan horloĝon (VLO aŭ 32kHz-kristalon) en neaktiva reĝimo, kaj realigas altfrekvencon DCO kiam ili uzas la agadon uzatan por CPU. DCO povas esti malpli ol 1µLa tempo de la tempo de S eniras la aktivan staton kaj estas plene stabila. Ĉi tiu tuja ebligita kapablo ŝparas tempon kaj elektran konsumon.

Notu, ke uzado de malaltfrekvencaj malalt-potencaj horloĝoj en la aktiva rezolucio konsumos pli da energikonsumo ol ŝanĝi al pli rapidaj horloĝoj. En pli alta potenco-konsumanta reĝimo, malaltfrekvencaj temposonoriloj la CPU pasigas pli da tempo por specifa tasko. Krom uzi malaltrapidan horloĝ-ŝparan elektrokonsumon sur certaj ekstercentraj, la MSP430MCU ankaŭ provizas ultra-malaltajn potencajn oscilatorojn por generi ACLK-signalon.

Sub ĝia standby-potencreĝimo (LPM3), MSP430MCU kutime konsumas malpli ol 1 en ACLK-operacio kaj ĉiuj interrompaj ebligitaj ŝtatojµFluo. Sekve, malalt-potencaj MCU-oj konsumas malpli da potenco ol DSP dum la realtempa horloĝo aŭ administrada baterioŝargado.

Krome, la misio al la MCU ankaŭ povas esti liberigita de la DSP por fari ĝin efektivigebla por signali rezoluciajn taskojn. Elektrokonsumo ŝparanta rezultojn inĝenieroj povas vidi duoblan postulan dezajnon por atingi bonegajn rezultojn. Imagu sistemon, kiu dependas de altnivela DSP por solvi monitorajn taskojn.

Ĉi tiu solvo baldaŭ uzos 2,500mAh nikel-hidrogenan baterion AA. Se la unuforma nuna konsumo estas 10mA, la du serioj elĉerpiĝos ene de 10,5 tagoj.

Duobla Divido Uzu por redukti fluon al 1mA, por ke la baterio plilongiĝu al 120 tagoj. La MCU en la duobla solva sistemo estas redukti elektrokonsumon, iuj sistemoj aŭ monitoraj funkcioj, kiuj povas esti solvitaj, inkluzivas: Reala Tempo Horloĝo Prizorgado Potenco Ordigo Potenco Signifo kaj Restarigi Klavaro aŭ Homa Interfaco Administrado Bateria Administrado Montraĵo Kontrolo DSP Potenco Multaj DSP-oj Pluro de potencaj reloj de la elektroprovizo estas aplikata en fiksa ordo por certigi normalan funkciadon en DSP kaj ekstercentraj. Tipe, ĉi tiuj aŭtoveturejoj samtempe funkcias per kerno (CPU) kaj DDR-memoro kaj I/O-aparatoj.

Kvankam diligentaj aparatoj povas apliki tension al la DSP-peceto per fiksa ordo, ĝi ne povas plenumi aliajn funkciojn. Pli malgrandaj malalt-potencaj MCU-oj povas esti ordigitaj kaj monitoritaj por elektroprovizo-tensio, kaj plenumi potencokontrolajn taskojn (Figuro 2). En ĉi tiu kazo, la programaro startas tri elektroprovizoreguligistajn cirkvitojn en taŭga ordo.

La MCU uzas sian internan ADC por testi la konvenan tension kiam la respektivaj potencoreloj. Kiam la totala cirkvito ne volas DSP-peceton, la MCU povas enfermi la reguligilon por fermi la DSP. Fakte, la MCU povas komuniki kun la premo-kontrolita oscilatoro por kontroli la tension kaj frekvencon de la DSP, aŭ la horloĝfrekvencon de la PLL-komunika kontrolo DSP.

Tial, kiam la DSP kompletigas la komputilan densan taskon, la MCU-alĝustigebla horloĝo transformas la DSP al ŝancatendoreĝimo por ŝpari elektrokonsumon. Dudirekta monitorado MCU-prova DSP por kompreni ĝian okupatan staton. En ĉi tiu reĝimo, la MCU funkcias kiel inteligenta regilo.

Aliflanke, DSP povas legi kaj skribi la MCU. Do la DSP povas esti uzata laŭ la uzado, informu la MCU por redukti aŭ plibonigi la DSP-horloĝon. Uzante la MCU por plenumi aliajn taskojn, kiujn DSP kutime atingas en ununura solvsistemo, dizajnistoj ankaŭ povas akiri pli da avantaĝoj.

Ekzemple, dum solvado de klavaroperacio, MCU konsumas malpli da elektrokonsumo ol DSP. La MCU nur sendas interrompan signalon al la DSP post testado de la ago de la butono aŭ la liberigo de la butono. Tiel helpas la troan aktualan konsumon kaŭzitan de trafo de la trafo, ĉi tiu situacio ofte eksteren en iuj porteblaj ekipaĵoj.

Por plue malpezigi la ŝarĝon de la DSP-blato, la MCU povas provizi: la veturadcirkviton normajn havenojn SPI, UART kaj I2C por radiofrekvenca komunikado ekstercentra interfaco baterio mastruma cirkvito universalaj I / O havenoj menciitaj sur la supre kaj antaŭa Ĉiu ekstercentra, la MCU povas aŭtomate komenci de malalta potenco reĝimo. Sekve, la MCU ne daŭre sondas la ekstercentrajn por determini kiun oni devas servi, nek faras la maksimuman konsumon por plenumi la taskon. Ekstercentraloj komenciĝos.

Ĉiu milivato en malalta konsumo estas tre altvalora. Finfine, dizajnistoj ne baziĝas sur ampleksaj konsideroj inter kalkuloj, mezurado kaj funkcioj kaj prizorgado de DSP aŭ MCUoj, kaj uzas unu aŭ du Saturojn en uzo.