Comment utiliser la double configuration en utilisant la durée de vie prolongée de la batterie

Auteur ：Iflowpower –Fournisseur de centrales électriques portables

De nombreux concepteurs de systèmes pensent que la consommation d'énergie consommée par une seule puce est inférieure à celle des deux puces. A l'origine, c'est très simple : la communication par puce consomme plus d'énergie qu'une seule puce, il y a plus de transistors sur les deux puces, donc il y a plus de courants de fuite avec une seule puce ayant la même fonction. Mais la technologie de consommation d'énergie a donné ce genre de point de vue traditionnel.

Les concepteurs de DSP intègrent plus de fonctionnalités, telles que des accélérateurs, des modules de communication et des périphériques réseau à la puce DSP, ce qui rend la puce plus utile aux ingénieurs. Mais cette puce plus puissante consommera plus d'énergie que cette tâche pour effectuer de simples tâches de gestion ou de surveillance en interne. Dans de nombreux cas, le concepteur ne peut pas uniquement activer les fonctionnalités requises dans la puce DSP.

Dans certaines utilisations, le microcontrôleur (MCU) peut effectuer la même tâche de surveillance du système et consommer moins d'énergie que le DSP. Ainsi, l'architecture de la double puce : DSP et MCU sont également possibles. Par conséquent, utilisez un DSP basse consommation comme solution principale, un autre MCU basse consommation comme moniteur système, peut prolonger la durée de vie de la batterie consommée par le DSP unique pour accomplir la même tâche.

Pour aider à économiser de l'énergie, les ingénieurs doivent tenir compte des facteurs suivants lors du choix du DSP : recherchez une mémoire sur puce de plus grande capacité. Le DSP consomme toujours plus d'énergie lors de l'accès à la mémoire extérieure de la puce. La mémoire DRAM externe stocke une consommation d'énergie constante, ce qui consomme de l'énergie électrique de la batterie.

Sélectionnez un DSP qui peut être démarré et fermé les périphériques. Certains DSP peuvent s'éteindre automatiquement sur les périphériques inactifs sur puce, ce qui fournit une variété de provinces de contrôle et de consommation d'énergie. Sélectionnez un DSP qui permet une variété d'états de veille à différents niveaux de puissance.

L'alimentation multi-alimentation permet d'économiser plus de consommation d'énergie. Choisissez DSP pour le logiciel de développement qui optimise la consommation d'énergie et réduit la consommation d'énergie. L'outil devrait permettre aux développeurs de modifier facilement la tension et la fréquence de la puce, de gérer l'état de l'alimentation, de les aider à évaluer et à décomposer les informations sur la consommation d'énergie.

Le MCU consomme moins de courant dans certains MCU dans certaines utilisations, le processus de semi-conducteur à faible puissance réduit le courant de fuite des transistors pour aider les concepteurs de puces à optimiser le fonctionnement à faible puissance. Malheureusement, une faible consommation d'énergie limitera les performances du MCU. Par exemple, un TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU consomme 500NA de courant en mode veille, la fréquence d'horloge maximale est de 16MHz.

La fréquence d'horloge maximale en cours d'exécution dans TMS320C5506DSP est de 108 MHz, consomme 10 en mode veille.µUn courant. Cela déclare qu'il consomme 20 fois plus que le MSP430.

Depuis le développement du passé, le périphérique MCU interne a été contrôlé par le logiciel, qui peut être déclaré pour maintenir l'état du CPU. Mais le nouveau lecteur d'interruption (Interrupt-Driven) est périphérique pour moins de surcharge logicielle, permet au MCU de rester en mode veille la plupart du temps. Prenons l'exemple du matériel du convertisseur de module interne (ADC), il analyse automatiquement le canal d'entrée, déclenche la conversion et exécute la transmission DMA pour résoudre la tâche d'échantillonnage des données reçues.

En conséquence, l'ADC fonctionne presque spontanément. Le CPU n'utilise que très peu de temps pour son service d'alimentation, et le MCU économise la consommation d'énergie. La conception du système d'horloge MCU peut également aider à réduire la consommation d'énergie.

Le schéma de circuit de la figure 1 montre deux horloges fonctionnant par un seul cristal. Le MCU utilise généralement un cristal de 32 kHz, mais ne génère pas nécessairement des signaux d'horloge interne, des signaux d'horloge système (MCLK) et d'horloge secondaire (ACLK). En règle générale, les cristaux ne génèrent que des signaux ACLK.

L'extraction basse consommation du MCU utilisant une horloge auxiliaire de 32 kHz qui pilote simultanément l'horloge en temps réel du MCU, l'oscillateur de commande numérique haute vitesse (DCO) génère un signal d'horloge système pour le processeur et les périphériques haute vitesse. DCO peut générer des signaux d'horloge de plusieurs manières, chacune avec des performances et des caractéristiques de consommation d'énergie différentes. De faible à haute consommation d'énergie, ces modes d'horloge ont des oscillateurs à ultra faible puissance (VLO), des cristaux de 3 kHz à DCO.

Afin de réduire la consommation d'énergie, le concepteur utilise l'horloge la plus basse (VLO ou cristal 32 kHz) en mode veille et réalise un DCO haute fréquence lors de l'utilisation de l'activité à utiliser pour le processeur. DCO peut être inférieur à 1µLe temps du temps de S entre dans l'état actif et est totalement stable. Cette capacité activée instantanément permet d'économiser du temps et de la consommation d'énergie.

Notez que l'utilisation d'horloges basse fréquence basse consommation dans la résolution d'activité consomme plus d'énergie que le passage à des horloges plus rapides. En mode de consommation d'énergie plus élevée, les sonneries à basse fréquence indiquent que le processeur passe plus de temps sur une tâche spécifique. En plus d'utiliser la consommation d'énergie d'économie d'horloge à basse vitesse sur certains périphériques, le MSP430MCU fournit également des oscillateurs à très faible consommation pour générer un signal ACLK.

Sous son mode d'alimentation en veille (LPM3), le MSP430MCU consomme généralement moins de 1 en fonctionnement ACLK et tous les états d'interruption activés.µUn courant. Par conséquent, les microcontrôleurs basse consommation consomment moins d'énergie que les DSP pendant la charge de l'horloge en temps réel ou de la batterie de gestion.

De plus, la mission au MCU peut également être libérée par le DSP pour la rendre exécutable pour signaler des tâches de résolution. Résultats d'économie d'énergie Les ingénieurs peuvent voir une conception à double demande pour obtenir d'excellents résultats. Imaginez un système qui s'appuie sur un DSP haut de gamme pour résoudre les tâches de surveillance.

Cette solution utilisera bientôt une batterie AA nickel-hydrogène de 2 500 mAh. Si la consommation de courant uniforme est de 10 mA, les deux batteries de la série seront épuisées dans les 10,5 jours.

Dual Split Utilisez pour réduire le courant à 1 mA, de sorte que la batterie est prolongée à 120 jours. Le MCU dans le système à double solution vise à réduire la consommation d'énergie, certaines fonctions du système ou de surveillance qui peuvent être résolues incluent : Maintenance de l'horloge en temps réel Tri de l'alimentation Signification de l'alimentation et réinitialisation Clavier ou gestion de l'interface humaine Gestion de la batterie Contrôle de l'affichage Alimentation DSP De nombreux DSP Une pluralité des rails d'alimentation de l'alimentation sont appliqués dans un ordre fixe pour assurer un fonctionnement normal dans le DSP et les périphériques. En règle générale, ces pistes sont alimentées simultanément par le cœur (CPU) et la mémoire DDR et les périphériques d'E / S.

Bien que les dispositifs dédiés puissent appliquer une tension à la puce DSP par ordre fixe, elle ne peut pas exécuter d'autres fonctions. Les microcontrôleurs de faible puissance plus petits peuvent être triés et surveillés pour la tension d'alimentation et effectuer des tâches de contrôle de l'alimentation (Figure 2). Dans ce cas, le logiciel démarre trois circuits régulateurs d'alimentation dans un ordre approprié.

Le MCU utilise son ADC interne pour tester la tension appropriée lorsque les rails d'alimentation respectifs. Lorsque le circuit total ne veut pas de puce DSP, le MCU peut enfermer le régulateur pour fermer le DSP. En fait, le MCU peut communiquer avec l'oscillateur commandé par pression pour contrôler la tension et la fréquence du DSP, ou la fréquence d'horloge du DSP de contrôle de communication PLL.

Par conséquent, lorsque le DSP termine la tâche de calcul dense, l'horloge réglable du MCU convertit le DSP en mode veille pour économiser la consommation d'énergie. Le MCU de surveillance bidirectionnelle teste le DSP pour comprendre son état occupé. Dans ce mode, le MCU fonctionne comme un contrôleur intelligent.

D'autre part, le DSP peut lire et écrire le MCU. Ainsi, le DSP peut être utilisé en fonction de l'utilisation, informez le MCU pour réduire ou améliorer l'horloge DSP. En utilisant le microcontrôleur pour effectuer d'autres tâches que les DSP réalisent généralement dans un système de solution unique, les concepteurs peuvent également obtenir plus d'avantages.

Par exemple, lors de la résolution du fonctionnement du clavier, le MCU consomme moins d'énergie que le DSP. Le MCU n'envoie un signal d'interruption au DSP qu'après avoir testé l'action du bouton ou le relâchement du bouton. De cette façon, la consommation de courant excessive causée par le coup par le coup, cette situation se produit souvent dans certains équipements portables.

Afin d'alléger davantage la charge de la puce DSP, le MCU peut fournir : le circuit de commande des ports SPI, UART et I2C standard pour la communication par radiofréquence l'interface périphérique le circuit de gestion de la batterie les ports d'E/S universels mentionnés ci-dessus et précédents Chaque périphérique , le MCU peut démarrer automatiquement à partir du mode basse consommation. Par conséquent, le MCU ne continue pas à interroger les périphériques pour déterminer lequel desservir, ni la consommation électrique maximale pour effectuer la tâche. Les périphériques démarreront.

Chaque milliwat en faible consommation est très précieux. Enfin, les concepteurs ne se basent pas sur des considérations globales entre les calculs, les mesures et les fonctions et l'exécution de DSP ou de MCU, et utilisent une ou deux Satures en cours d'utilisation.