Comment utiliser la configuration double avec une autonomie prolongée de la batterie

Auctor Iflowpower - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

De nombreux concepteurs de systèmes pensent que la consommation d’énergie d’une seule puce est inférieure à celle de deux puces. À l&39;origine, c&39;est très simple : la communication par puce consomme plus d&39;énergie qu&39;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 naissance à ce genre de point de vue traditionnel.

Les concepteurs de DSP intègrent davantage de fonctionnalités, telles que des accélérateurs, des modules de communication et des périphériques réseau à la puce DSP, rendant la puce plus utile pour les ingénieurs. Mais cette puce plus puissante consommera plus d&39;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 seulement 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&39;énergie que le DSP. Ainsi, l&39;architecture de la double puce : DSP et MCU est également possible. Par conséquent, utilisez un DSP basse consommation comme solution principale, un autre MCU basse consommation comme moniteur système, ce qui peut prolonger la durée de vie de la batterie consommée par le DSP unique pour effectuer la même tâche.

Pour économiser de l&39;énergie, les ingénieurs doivent prendre en compte les facteurs suivants lors du choix d&39;un DSP : rechercher une mémoire sur puce de plus grande capacité. Le DSP consomme toujours plus d&39;énergie lors de l&39;accès à la mémoire extérieure de la puce. La DRAM externe stocke la consommation d&39;énergie constante, qui consomme l&39;énergie électrique de la batterie.

Sélectionnez un DSP qui peut démarrer et fermer les périphériques. Certains DSP peuvent s&39;éteindre automatiquement sur les périphériques inactifs sur puce, ce qui fournit une variété de provinces de contrôle et de consommation d&39;énergie. Sélectionnez un DSP qui permet une variété d’états de veille à différents niveaux de puissance.

L&39;alimentation multi-puissance permet d&39;économiser davantage d&39;énergie. Choisissez DSP pour le logiciel de développement qui optimise la consommation d&39;énergie et réduit la consommation d&39;énergie. L&39;outil devrait permettre aux développeurs de modifier facilement la tension et la fréquence de la puce, de gérer l&39;état de l&39;alimentation, de les aider à évaluer et à décomposer les informations sur la consommation d&39;énergie.

Le MCU consomme moins de courant dans certains MCU dans certaines utilisations, le processus de semi-conducteur à faible consommation réduit le courant de fuite du transistor pour aider les concepteurs de puces à optimiser le fonctionnement à faible consommation. 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&39;horloge maximale est de 16 MHz.

La fréquence d&39;horloge maximale fonctionnant dans le TMS320C5506DSP est de 108 MHz, consomme 10 en mode veilleµUn courant. Cela déclare qu&39;il consomme 20 fois plus que le MSP430.

Depuis le développement du passé, le périphérique interne du MCU est contrôlé par le logiciel, qui est déterminable pour maintenir l&39;état du CPU. Mais le nouveau lecteur d&39;interruption (Interrupt-Driven) est périphérique pour moins de surcharge logicielle, permet au MCU de rester en mode veille la plupart du temps. Prenons l&39;exemple du matériel du convertisseur de module interne (ADC), il analyse automatiquement le canal d&39;entrée, déclenche la conversion et exécute la transmission DMA pour résoudre la tâche d&39;échantillonnage des données reçues.

En conséquence, l&39;ADC fonctionne presque spontanément. Le CPU n&39;utilise que très peu de temps pour son service d&39;alimentation et le MCU économise sa consommation d&39;énergie. La conception du système d&39;horloge MCU peut également contribuer à réduire la consommation d&39;énergie.

Le schéma de circuit de la figure 1 montre deux horloges fonctionnant avec un seul cristal. Le MCU utilise généralement un cristal de 32 kHz, mais ne génère pas nécessairement de signaux d&39;horloge internes, d&39;horloge système (MCLK) et d&39;horloge secondaire (ACLK). En règle générale, les cristaux ne génèrent que des signaux ACLK.

L&39;extraction à faible consommation d&39;énergie du MCU utilisant une horloge auxiliaire de 32 kHz qui pilote simultanément l&39;horloge temps réel du MCU, l&39;oscillateur de contrôle numérique à grande vitesse (DCO) génère un signal d&39;horloge système pour le processeur et les périphériques à grande vitesse. DCO peut générer des signaux d&39;horloge de plusieurs manières, chacune avec des caractéristiques de performances et de consommation d&39;énergie différentes. De faible à forte consommation d&39;énergie, ces modes d&39;horloge disposent d&39;oscillateurs à très faible consommation (VLO), de cristaux à 3 kHz et de DCO.

Afin de réduire la consommation d&39;énergie, le concepteur utilise l&39;horloge la plus basse (VLO ou cristal 32 kHz) en mode veille et réalise un DCO haute fréquence lors de l&39;utilisation de l&39;activité à utiliser pour le CPU. Le DCO peut être inférieur à 1µLe temps de S entre dans l&39;état actif et est totalement stable. Cette capacité activée instantanément permet d&39;économiser du temps et de l&39;énergie.

Notez que l&39;utilisation d&39;horloges basse fréquence et basse consommation dans la résolution d&39;activité consommera plus d&39;énergie que le passage à des horloges plus rapides. En mode de consommation d&39;énergie plus élevée, les sonneries de basse fréquence indiquent que le processeur passe plus de temps sur une tâche spécifique. En plus d&39;utiliser une consommation d&39;énergie d&39;horloge à faible vitesse sur certains périphériques, le MSP430MCU fournit également des oscillateurs à très faible consommation d&39;énergie pour générer un signal ACLK.

En mode veille (LPM3), le MSP430MCU consomme généralement moins de 1 en fonctionnement ACLK et dans tous les états d&39;interruption activésµUn courant. Par conséquent, les microcontrôleurs à faible consommation consomment moins d&39;énergie que les DSP pendant l&39;horloge en temps réel ou la charge de la batterie de gestion.

De plus, la mission vers le MCU peut également être libérée par le DSP pour la rendre exécutable pour les tâches de résolution de signal. Les ingénieurs peuvent constater que les résultats en matière d&39;économie de consommation d&39;énergie permettent une conception à double demande pour obtenir d&39;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 en série seront épuisées dans les 10,5 jours.

Double division Utilisez pour réduire le courant à 1 mA, de sorte que la batterie soit prolongée jusqu&39;à 120 jours. Le MCU dans le système à double solution est de réduire la consommation d&39;énergie, certaines fonctions du système ou de surveillance qui peuvent être résolues incluent : Maintenance de l&39;horloge en temps réel Tri de l&39;alimentation Importance de l&39;alimentation et réinitialisation Gestion du clavier ou de l&39;interface humaine Gestion de la batterie Contrôle de l&39;affichage Alimentation DSP De nombreux DSP Une pluralité de rails d&39;alimentation de l&39;alimentation sont appliqués dans un ordre fixe pour assurer un fonctionnement normal du DSP et des périphériques. En règle générale, ces pistes sont alimentées simultanément par le cœur (CPU) et la mémoire DDR et les périphériques d&39;E/S.

Bien que les appareils dédiés puissent appliquer une tension à la puce DSP selon un ordre fixe, ils ne peuvent pas exécuter d&39;autres fonctions. Les microcontrôleurs de plus petite taille et de faible puissance peuvent être triés et surveillés en fonction de la tension d&39;alimentation et effectuer des tâches de contrôle de puissance (Figure 2). Dans ce cas, le logiciel démarre trois circuits régulateurs d&39;alimentation dans un ordre approprié.

Le MCU utilise son ADC interne pour tester la tension appropriée lorsque les rails d&39;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&39;oscillateur contrôlé par pression pour contrôler la tension et la fréquence du DSP, ou la fréquence d&39;horloge du DSP de contrôle de communication PLL.

Par conséquent, lorsque le DSP termine la tâche de calcul dense, l&39;horloge réglable du MCU convertit le DSP en mode veille pour économiser la consommation d&39;énergie. Le MCU de surveillance bidirectionnel teste le DSP pour comprendre son état occupé. Dans ce mode, le MCU fonctionne comme un contrôleur intelligent.

D&39;autre part, le DSP peut lire et écrire le MCU. Ainsi, le DSP peut être utilisé en fonction de l&39;utilisation, informez le MCU de réduire ou d&39;améliorer l&39;horloge DSP. En utilisant le MCU pour effectuer d&39;autres tâches que les DSP réalisent généralement dans un système à solution unique, les concepteurs peuvent également obtenir davantage d&39;avantages.

Par exemple, lors de la résolution du fonctionnement du clavier, le MCU consomme moins d&39;énergie que le DSP. Le MCU n&39;envoie un signal d&39;interruption au DSP qu&39;après avoir testé l&39;action du bouton ou le relâchement du bouton. Cette méthode permet d&39;éviter une consommation excessive de courant causée par un coup, une situation qui se produit souvent dans certains équipements portables.

Afin de soulager davantage la charge de la puce DSP, le MCU peut fournir : le circuit de pilotage, les ports SPI, UART et I2C standard pour l&39;interface périphérique de communication radiofréquence, le circuit de gestion de la batterie, les ports 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 servir, ni la consommation d&39;énergie maximale pour effectuer la tâche. Les périphériques vont démarrer.

Chaque milliwatt de faible consommation d’énergie est très précieux. Enfin, les concepteurs ne se basent pas sur des considérations complètes entre les calculs, les mesures et les fonctions et l&39;exécution des DSP ou des MCU, et utilisent une ou deux Satures en cours d&39;utilisation.