Hoe kinne jo de dûbele opset brûke mei ferlingde batterijlibben

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

In protte systeemûntwerpers leauwe dat it enerzjyferbrûk konsumearre troch de inkele chip minder is as de twa chips. Oarspronklik is it heul ienfâldich: chipkommunikaasje ferbrûkt mear enerzjyferbrûk as in inkele chip, d&39;r binne mear transistors op beide chips, sadat d&39;r mear lekstromen binne mei single-chip mei deselde funksje. Mar technology foar enerzjyferbrûk hat dit soarte tradisjonele eachpunt jûn.

DSP-ûntwerpers yntegrearje mear funksjes, lykas fersnellers, kommunikaasjemodules, en netwurkperifeare apparaten oan &39;e DSP-chip, wêrtroch&39;t de chip brûkber is foar yngenieurs. Mar dizze machtiger chip sil konsumearje mear enerzjyferbrûk dan dizze taak by it foltôgjen fan ienfâldige yn-hûs behear of tafersjochtaken. Yn in protte gefallen kin de ûntwerper net allinich de funksjes ynskeakelje dy&39;t nedich binne yn &39;e DSP-chip.

Yn guon gebrûk kin de mikrocontroller (MCU) deselde taak foar systeemmonitoring útfiere, en minder enerzjyferbrûk konsumearje dan DSP. Dat, de arsjitektuer fan &39;e dûbele chip: DSP en MCU binne ek mooglik. Brûk dêrom in leech-macht DSP as haadoplossing, in oare lege macht MCU as in systeemmonitor, kin de batterijlibben ferbrûkt troch de inkele DSP ferlingje om deselde taak te foltôgjen.

Om te helpen enerzjy te besparjen, moatte yngenieurs de folgjende faktoaren beskôgje by it kiezen fan DSP: sykje nei gruttere kapasiteit op chip-ûnthâld. DSP verbruikt altyd mear enerzjyferbrûk by tagong ta it eksterieurûnthâld fan &39;e chip. Eksterne DRAM bewarret konstante enerzjyferbrûk, dy&39;t batterij elektryske enerzjy ferbrûkt.

Selektearje in DSP dat kin wurde starte en sluten perifeare apparaten. Guon DSP&39;s kinne automatysk útskeakelje op &39;e ynaktive on-chip perifeare apparaten, dy&39;t in ferskaat oan kontrôle- en enerzjyferbrûkprovinsjes leveret. Selektearje in DSP dy&39;t mooglik makket in ferskaat oan standby steaten op ferskillende macht nivo.

Multi-power supply besparret mear enerzjyferbrûk. Kies DSP foar de ûntwikkeling software dy&39;t optimisearret enerzjyferbrûk en ferminderet enerzjyferbrûk. It ark moat ûntwikkelders maklik meitsje om de spanning en frekwinsje fan &39;e chip te feroarjen, machtstatus beheare, har helpe om ynformaasje oer enerzjyferbrûk te evaluearjen en te ûntbinen.

MCU verbruikt minder stroom yn guon MCUs yn guon gebrûk, low-power semiconductor proses ferleget transistor lekstrom te helpen chip ûntwerpers optimalisearjen lege macht operaasje. Spitigernôch, lege macht konsumpsje sil beheine MCU prestaasjes. Bygelyks, in TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU verbruikt 500NA-strom yn standby-modus, de maksimale klokfrekwinsje is 16MHz.

De maksimale klokfrekwinsje dy&39;t rint yn TMS320C5506DSP is 108MHz, konsumearret 10 yn standby-modusµIn stroom. Dit ferklearret dat it 20 kear heger konsumearret as de MSP430.

Fan &39;e ûntwikkeling fan it ferline is de ynterne MCU-perifeare apparaat kontrolearre troch de software, dy&39;t steatber is om de status fan&39; e CPU te behâlden. Mar de nije interrupt-drive (Interrupt-Driven) is perifeare foar minder software-overhead, lit MCU de measte tiid standby-modus hâlde. Nim de hardware fan &39;e ynterne modulus converter (ADC) as foarbyld, it scant automatysk it ynfierkanaal, trigger konverzje, en fiert DMA-oerdracht út om de ûntfongen gegevenssamplingtaak op te lossen.

Dêrtroch rint de ADC hast spontaan. De CPU brûkt mar heul bytsje tiid foar har leveringstsjinst, en de MCU besparret enerzjyferbrûk. Meardere klok fermindering macht easken MCU klok systeem design kin ek helpe ferminderjen enerzjyferbrûk.

It circuitdiagram yn figuer 1 toant twa klokken dy&39;t wurkje troch ien kristal. De MCU brûkt normaal in 32kHz kristal, mar genereart net needsaaklik ynterne kloksinjalen, systeemklok (MCLK), en sekundêre klok (ACLK) sinjalen. Typysk generearje kristallen allinich ACLK-sinjalen.

De ekstraksje fan MCU mei lege krêft mei in helpklok fan 32kHz dy&39;t tagelyk de MCU-real-timeklok oandriuwt, hege snelheid digitale kontrôleoscillator (DCO) genereart in systeemkloksinjaal foar CPU en perifeare apparaten mei hege snelheid. DCO kin op ferskate wizen kloksinjalen generearje, elk mei ferskillende prestaasjes en eigenskippen foar enerzjyferbrûk. Fan leech oant heech enerzjyferbrûk hawwe dizze klokmodi ultra-low power oscillators (VLO), 3kHz kristallen nei DCO.

Om enerzjyferbrûk te ferminderjen, brûkt de ûntwerper de leechste klok (VLO of 32kHz kristal) yn idle modus, en realisearret hege frekwinsje DCO by it brûken fan de aktiviteit dy&39;t moat wurde brûkt foar CPU. DCO kin minder wêze as 1µDe tiid fan S&39;s tiid komt yn &39;e aktive steat en is folslein stabyl. Dizze ynstant-ynskeakele mooglikheid besparret tiid en enerzjyferbrûk.

Tink derom dat it brûken fan lege-frekwinsje low-power klokken yn &39;e aktiviteit resolúsje sil konsumearje mear macht konsumpsje dan wikseljen nei flugger klokken. Yn hegere enerzjyferbrûkende modus, tiidklokken mei lege frekwinsje besteegje de CPU mear tiid oan in spesifike taak. Neist it brûken fan leech-snelheid klok-besparjende enerzjyferbrûk op bepaalde perifeare apparaten, leveret de MSP430MCU ek ultra-lege macht oscillators om in ACLK-sinjaal te generearjen.

Under syn standby-machtmodus (LPM3) verbruikt MSP430MCU normaal minder dan 1 yn ACLK-operaasje en alle ûnderbrekkings-ynskeakele steatenµIn stroom. Dêrom konsumearje MCU&39;s mei lege macht minder macht dan DSP tidens de real-time klok as it opladen fan de behearsbatterij.

Boppedat kin de missy nei de MCU ek wurde befrijd troch de DSP om it útfierber te meitsjen foar it sinjalearjen fan resolúsjetaken. Resultaten foar besparring fan enerzjyferbrûk kinne yngenieurs dual-demand-ûntwerp sjen om poerbêste resultaten te berikken. Stel jo in systeem foar dat fertrout op high-end DSP om tafersjochtaken op te lossen.

Dizze oplossing sil ynkoarten in 2,500mAh nikkel-hydrogen AA-batterij brûke. As de unifoarm hjoeddeistige konsumpsje is 10mA, de twa searje batterijen wurde útput binnen 10,5 dagen.

Dual Split Brûk om stroom te ferminderjen nei 1mA, sadat de batterij wurdt ferlingd nei 120 dagen. De MCU yn it systeem mei dûbele oplossing is om enerzjyferbrûk te ferminderjen, guon systeem- of monitoaringsfunksjes dy&39;t kinne wurde oplost omfetsje: Real Time Clock Maintenance Power Sort Power Significance and Reset Keyboard of Human Interface Management Battery Management Display Control DSP Power In protte DSP&39;s In mearfâldichheid fan power rails fan &39;e stroomfoarsjenning wurde tapast yn in fêste folchoarder om normaal wurkjen yn DSP en perifeare apparaten te garandearjen. Typysk wurde dizze spoaren tagelyk oandreaun troch kearn (CPU) en DDR-ûnthâld en I / O-apparaten.

Hoewol tawijde apparaten kinne in spanning tapasse op &39;e DSP-chip troch fêste folchoarder, kin it gjin oare funksjes útfiere. Lytsere MCU&39;s mei lege macht kinne wurde sorteare en kontroleare op spanning foar voeding, en taken foar machtkontrôle útfiere (figuer 2). Yn dit gefal, de software begjint trije stromforsyningsregulator circuits yn in passende folchoarder.

De MCU brûkt syn ynterne ADC om de passende spanning te testen as de respektivelike krêftrails. As it totale circuit gjin DSP-chip wol, kin de MCU de regulator omslute om de DSP te sluten. Yn feite kin de MCU kommunisearje mei de druk-kontroleare oscillator om de spanning en frekwinsje fan &39;e DSP te kontrolearjen, as de klokfrekwinsje fan&39; e PLL-kommunikaasjekontrôle DSP.

Dêrom, as de DSP de berekkeningsdichte taak foltôget, konvertearret de MCU-ferstelbere klok de DSP nei standby-modus om enerzjyferbrûk te besparjen. Twa-wei tafersjoch MCU test DSP om syn drokke steat te begripen. Yn dizze modus rint de MCU as in smart controller.

Oan &39;e oare kant kin DSP de MCU lêze en skriuwe. Dat de DSP kin wurde brûkt neffens it gebrûk, ynformearje de MCU om de DSP-klok te ferminderjen of te ferbetterjen. Troch de MCU te brûken om oare taken te foltôgjen dy&39;t DSP&39;s normaal berikke yn ien systeem foar ien oplossing, kinne ûntwerpers ek mear foardielen krije.

Bygelyks, by it oplossen fan toetseboerdoperaasje, verbruikt MCU minder enerzjyferbrûk dan DSP. De MCU stjoert allinich in ûnderbrekkingssinjaal nei de DSP nei it testen fan &39;e aksje fan&39; e knop of de frijlitting fan &39;e knop. Dizze manier helpt de oermjittige stromkonsumpsje feroarsake troch hit troch de hit, dizze situaasje faak út yn guon handheld apparatuer.

Om de lêst fan &39;e DSP-chip fierder te ûntlêsten, kin de MCU leverje: de driuwende circuit standert SPI, UART, en I2C-poarten foar radiofrekwinsjekommunikaasje perifeare ynterface batterijbehear circuit universele I / O-poarten neamd op&39; e boppesteande en foarige Elke perifeare apparaat kin de MCU automatysk begjinne fan leechmachtmodus. Dêrom bliuwt de MCU net troch mei it ûndersiikjen fan de perifeare apparaten om te bepalen hokker te tsjinjen, noch docht it maksimale enerzjyferbrûk om de taak út te fieren. Perifeare apparaten sille begjinne.

Elke milliwat yn leech enerzjyferbrûk is heul kostber. Uteinlik binne ûntwerpers net basearre op wiidweidige ôfwagings tusken berekkeningen, mjittingen en funksjes en it útfieren fan DSP of MCU&39;s, en brûke ien of twa Satures yn gebrûk.