Kuinka käyttää kaksoisasetusta pidennetyn akun käyttöiän avulla

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Zentral elektriko eramangarrien hornitzailea

Monet järjestelmäsuunnittelijat uskovat, että yhden sirun virrankulutus on pienempi kuin kahden sirun. Alunperin se on hyvin yksinkertainen: siruviestintä kuluttaa enemmän virtaa kuin yksi siru, molemmissa siruissa on enemmän transistoreita, joten vuotovirtoja on enemmän yhdellä sirulla, jolla on sama toiminto. Mutta virrankulutusteknologia on antanut tällaisen perinteisen näkökulman.

DSP-suunnittelijat integroivat DSP-siruun enemmän ominaisuuksia, kuten kiihdyttimiä, viestintämoduuleja ja verkon oheislaitteita, mikä tekee sirusta hyödyllisemmän insinööreille. Mutta tämä tehokkaampi siru kuluttaa enemmän virrankulutusta kuin tämä tehtävä suoritettaessa yksinkertaisia ​​sisäisiä hallinta- tai valvontatehtäviä. Monissa tapauksissa suunnittelija ei voi ottaa käyttöön vain DSP-sirun vaadittuja ominaisuuksia.

Joissakin käyttötavoissa mikro-ohjain (MCU) voi suorittaa saman järjestelmän valvontatehtävän ja kuluttaa vähemmän virtaa kuin DSP. Joten kaksoissirun arkkitehtuuri: DSP ja MCU ovat myös mahdollisia. Siksi käytä pienitehoista DSP:tä pääratkaisuna, toista pienitehoista MCU:ta järjestelmämonitorina, mikä voi pidentää yhden DSP:n akun käyttöikää saman tehtävän suorittamiseksi.

Virran säästämiseksi insinöörien tulee ottaa huomioon seuraavat tekijät valitessaan DSP:tä: etsi suuremman kapasiteetin piirissä olevaa muistia. DSP kuluttaa aina enemmän virtaa käytettäessä piirin ulkoista muistia. Ulkoinen DRAM tallentaa jatkuvan virrankulutuksen, mikä kuluttaa akun sähköenergiaa.

Valitse DSP, joka voidaan käynnistää ja sulkea oheislaitteet. Jotkut DSP:t voivat sammuttaa automaattisesti virran ei-aktiivisista sirun oheislaitteista, jotka tarjoavat erilaisia ​​ohjaus- ja virrankulutusalueita. Valitse DSP, joka mahdollistaa erilaisia ​​valmiustiloja eri tehotasoilla.

Moniteholähde säästää enemmän energiaa. Valitse kehitysohjelmistoksi DSP, joka optimoi virrankulutuksen ja vähentää virrankulutusta. Työkalun pitäisi saada kehittäjät helposti muuttamaan sirun jännitettä ja taajuutta, hallitsemaan virran tilaa, auttamaan heitä arvioimaan ja hajottamaan virrankulutustietoja.

MCU kuluttaa joissakin käyttötarkoituksissa vähemmän virtaa joissakin MCU:issa, pienitehoinen puolijohdeprosessi vähentää transistorin vuotovirtaa auttaakseen sirujen suunnittelijoita optimoimaan pienitehoisen toiminnan. Valitettavasti alhainen virrankulutus rajoittaa MCU:n suorituskykyä. Esimerkiksi TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU kuluttaa 500NA virtaa valmiustilassa, maksimikellotaajuus on 16MHz.

TMS320C5506DSP:n maksimikellotaajuus on 108 MHz, kuluttaa 10:tä valmiustilassaµVirtaus. Tämä ilmoittaa, että se kuluttaa 20 kertaa enemmän kuin MSP430.

Menneisyyden kehityksestä lähtien sisäistä MCU-oheislaitetta on ohjattu ohjelmistolla, joka on tilattavissa CPU:n tilan ylläpitämiseksi. Mutta uusi keskeytysasema (Interrupt-Driven) on oheislaite, joka vähentää ohjelmistojen ylimääräisiä kustannuksia, joten MCU voi pysyä valmiustilassa suurimman osan ajasta. Otetaan esimerkkinä sisäinen moduulimuunnin (ADC) -laitteisto, joka skannaa automaattisesti tulokanavan, laukaisee muunnoksen ja suorittaa DMA-lähetyksen vastaanotetun datan näytteenottotehtävän ratkaisemiseksi.

Tämän seurauksena ADC toimii melkein spontaanisti. Prosessori käyttää vain hyvin vähän aikaa syöttöpalveluun, ja MCU säästää virrankulutusta. Useat kellon vähennystehovaatimukset MCU-kellojärjestelmän suunnittelu voi myös auttaa vähentämään virrankulutusta.

Kuvan 1 piirikaavio esittää kaksi kelloa, jotka toimivat yhdellä kiteellä. MCU käyttää yleensä 32 kHz:n kristallia, mutta se ei välttämättä tuota sisäisiä kellosignaaleja, järjestelmäkelloa (MCLK) ja toissijaista kellosignaalia (ACLK). Tyypillisesti kiteet tuottavat vain ACLK-signaaleja.

MCU:n pienitehoinen erotus käyttäen 32 kHz:n apukelloa, joka käyttää samanaikaisesti MCU:n reaaliaikaista kelloa, nopea digitaalinen ohjausoskillaattori (DCO) luo järjestelmäkellosignaalin suorittimelle ja nopeille oheislaitteille. DCO voi tuottaa kellosignaaleja useilla tavoilla, joilla kullakin on erilaiset suorituskyky- ja virrankulutusominaisuudet. Pienestä korkeaan virrankulutukseen näissä kellotiloissa on erittäin pienitehoiset oskillaattorit (VLO), 3 kHz:n kiteet DCO:han.

Virrankulutuksen vähentämiseksi suunnittelija käyttää alhaisinta kelloa (VLO tai 32kHz kristalli) lepotilassa ja toteuttaa korkeataajuisen DCO:n käytettäessä prosessorille käytettävää toimintaa. DCO voi olla pienempi kuin 1µS:n ajan aika siirtyy aktiiviseen tilaan ja on täysin vakaa. Tämä välitön ominaisuus säästää aikaa ja virrankulutusta.

Huomaa, että matalataajuisten pienitehoisten kellojen käyttäminen aktiivisuusresoluutiossa kuluttaa enemmän virrankulutusta kuin nopeampiin kelloihin vaihtaminen. Enemmän tehoa kuluttavassa tilassa matalataajuiset aikakellot CPU viettää enemmän aikaa tiettyyn tehtävään. Sen lisäksi, että MSP430MCU käyttää hidasta kelloa säästävää virrankulutusta tietyissä oheislaitteissa, se toimittaa myös erittäin pienitehoisia oskillaattoreita ACLK-signaalin tuottamiseksi.

Valmiustilassa (LPM3) MSP430MCU kuluttaa yleensä vähemmän kuin 1 ACLK-toiminnassa ja kaikki keskeytykset ovat sallittuja.µVirtaus. Siksi pienitehoiset MCU:t kuluttavat vähemmän virtaa kuin DSP reaaliaikakellon tai hallinta-akun latauksen aikana.

Lisäksi DSP voi myös vapauttaa MCU:n tehtävän, jotta se voidaan suorittaa signaalin resoluutiotehtävien suorittamiseen. Virrankulutusta säästävät tulokset insinöörit näkevät kaksoistarpeen suunnittelun erinomaisten tulosten saavuttamiseksi. Kuvittele järjestelmä, joka turvautuu huippuluokan DSP:hen valvontatehtävien ratkaisemiseen.

Tämä ratkaisu käyttää pian 2 500 mAh nikkeli-vety AA-akkua. Jos tasainen virrankulutus on 10 mA, molemmat sarjan akut tyhjenevät 10,5 päivässä.

Dual Split Käytä virran pienentämiseen 1 mA:iin, jolloin akku kestää 120 päivää. Kaksoisratkaisujärjestelmän MCU:n tarkoituksena on vähentää virrankulutusta. Jotkut järjestelmä- tai valvontatoiminnot, jotka voidaan ratkaista, ovat: Reaaliaikainen kellon ylläpito Virran lajittelun tehon merkitys ja nollaus Näppäimistön tai ihmisliittymän hallinta Akun hallinta Näytön ohjaus DSP-virranhallinta Monet DSP:t Useita virtalähteen virtakiskoja käytetään kiinteässä järjestyksessä normaalin toiminnan varmistamiseksi DSP:ssä ja oheislaitteissa. Tyypillisesti nämä raidat saavat virtaa samanaikaisesti ytimen (CPU) ja DDR-muistin sekä I / O-laitteiden avulla.

Vaikka erilliset laitteet voivat syöttää jännitteen DSP-siruun kiinteässä järjestyksessä, se ei voi suorittaa muita toimintoja. Pienemmät pienitehoiset MCU:t voidaan lajitella ja valvoa virransyöttöjännitteen suhteen ja suorittaa tehonsäätötehtäviä (kuva 2). Tässä tapauksessa ohjelmisto käynnistää kolme virransyötön säädinpiiriä sopivassa järjestyksessä.

MCU käyttää sisäistä ADC:tä sopivan jännitteen testaamiseen, kun vastaavat tehokiskot ovat. Kun koko piiri ei halua DSP-sirua, MCU voi sulkea DSP:n sulkeakseen säätimen. Itse asiassa MCU voi olla yhteydessä paineohjatun oskillaattorin kanssa ohjatakseen DSP:n jännitettä ja taajuutta tai PLL-viestinnän ohjaus-DSP:n kellotaajuutta.

Siksi, kun DSP suorittaa laskennallisen tiheän tehtävän, MCU:n säädettävä kello muuntaa DSP:n valmiustilaan virrankulutuksen säästämiseksi. Kaksisuuntainen valvonta MCU testaa DSP:tä sen kiireisen tilan ymmärtämiseksi. Tässä tilassa MCU toimii älykkäänä ohjaimena.

Toisaalta DSP voi lukea ja kirjoittaa MCU:ta. Joten DSP:tä voidaan käyttää käytön mukaan, ilmoita MCU:lle DSP-kellon vähentämiseksi tai parantamiseksi. Käyttämällä MCU:ta muiden tehtävien suorittamiseen, jotka DSP:t yleensä suorittavat yhdessä ratkaisujärjestelmässä, suunnittelijat voivat myös saada enemmän etuja.

Esimerkiksi näppäimistön toimintaa ratkaistaessa MCU kuluttaa vähemmän virtaa kuin DSP. MCU lähettää keskeytyssignaalin DSP:lle vasta testattuaan painikkeen toiminnan tai painikkeen vapauttamisen. Tällä tavalla helpottaa iskun aiheuttamaa liiallista virrankulutusta, joka usein poistuu joissakin kannettavissa laitteissa.

DSP-sirun kuormituksen keventämiseksi edelleen MCU voi toimittaa: ajopiirin standardin SPI-, UART- ja I2C-portit radiotaajuiseen tiedonsiirtoon oheisrajapinnan akun hallintapiirin yleiset I / O-portit, jotka mainittiin edellä ja edellisessä Jokaisessa oheislaitteessa MCU voi käynnistyä automaattisesti alhaisen tehon tilasta. Siksi MCU ei jatka oheislaitteiden kyselyä määrittääkseen, kumpaa niistä tulee palvella, eikä myöskään enimmäisvirrankulutusta tehtävän suorittamiseksi. Oheislaitteet käynnistyvät.

Jokainen milliwatti pienellä virrankulutuksella on erittäin arvokas. Lopuksi, suunnittelijat eivät perustu kattaviin huomioihin laskelmien, mittausten ja toimintojen välillä sekä DSP:n tai MCU:n käytön välillä, vaan käyttävät yhtä tai kahta Saturea käytössä.