Como usar a configuración dual usando a batería de duración prolongada

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

Moitos deseñadores de sistemas cren que o consumo de enerxía consumida polo único chip é menor que os dous chips. Orixinalmente, é moi sinxelo: a comunicación con chip consume máis enerxía que un só chip, hai máis transistores en ambos os chips, polo que hai máis correntes de fuga con un só chip coa mesma función. Pero a tecnoloxía de consumo de enerxía deu este tipo de punto de vista tradicional.

Os deseñadores de DSP integran máis funcións, como aceleradores, módulos de comunicación e periféricos de rede ao chip DSP, o que fai que o chip sexa máis útil para os enxeñeiros. Pero este chip máis potente consumirá máis enerxía que esta tarefa ao completar tarefas sinxelas de xestión ou monitorización internas. En moitos casos, o deseñador non só pode activar as funcións necesarias no chip DSP.

Nalgúns usos, o microcontrolador (MCU) pode realizar a mesma tarefa de monitorización do sistema e consumir menos enerxía que o DSP. Así, a arquitectura do dobre chip: DSP e MCU tamén son posibles. Polo tanto, usar un DSP de baixa potencia como solución principal, outro MCU de baixa potencia como monitor do sistema, pode prolongar a duración da batería consumida polo DSP único para completar a mesma tarefa.

Para axudar a aforrar enerxía, os enxeñeiros deberían ter en conta os seguintes factores á hora de escoller DSP: buscar memoria no chip de maior capacidade. DSP sempre consome máis enerxía ao acceder á memoria exterior do chip. A DRAM externa almacena un consumo de enerxía constante, que consome enerxía eléctrica da batería.

Seleccione un DSP que se poida iniciar e pechar periféricos. Algúns DSP poden apagar automaticamente os periféricos no chip inactivos, que fornecen unha variedade de provincias de control e consumo de enerxía. Seleccione un DSP que permita unha variedade de estados de espera en diferentes niveis de potencia.

A fonte de alimentación múltiple aforra máis consumo de enerxía. Escolla DSP para o software de desenvolvemento que optimiza o consumo de enerxía e reduce o consumo de enerxía. A ferramenta debería facer que os desenvolvedores cambien facilmente a tensión e a frecuencia do chip, xestionar o estado da enerxía, axudalos a avaliar e descompoñer a información de consumo de enerxía.

O MCU consome menos corrente nalgúns MCU nalgúns usos, o proceso de semicondutores de baixa potencia reduce a corrente de fuga do transistor para axudar aos deseñadores de chips a optimizar o funcionamento de baixa potencia. Desafortunadamente, o baixo consumo de enerxía limitará o rendemento do MCU. Por exemplo, un TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU consome 500NA de corrente no modo de espera, a frecuencia máxima do reloxo é de 16MHz.

A frecuencia de reloxo máxima que se executa no TMS320C5506DSP é de 108 MHz, consome 10 en modo de esperaµUnha corrente. Isto declara que consume 20 veces máis que o MSP430.

Desde o desenvolvemento do pasado, o periférico MCU interno foi controlado polo software, que é declarable para manter o estado da CPU. Pero a nova unidade de interrupción (Interrupt-Driven) é un periférico para reducir a sobrecarga de software, permite que MCU manteña o modo de espera na maior parte do tempo. Tome como exemplo o hardware do conversor de módulo interno (ADC), que explora automaticamente a canle de entrada, activa a conversión e executa a transmisión DMA para resolver a tarefa de mostraxe de datos recibidos.

Como resultado, o ADC funciona case de forma espontánea. A CPU só emprega moi pouco tempo para o seu servizo de subministración e a MCU aforra o consumo de enerxía. Requisitos de enerxía de redución de reloxo múltiple O deseño do sistema de reloxo MCU tamén pode axudar a reducir o consumo de enerxía.

O diagrama de circuíto da Figura 1 mostra dous reloxos funcionando por un só cristal. O MCU adoita usar un cristal de 32 kHz, pero non necesariamente xera sinais de reloxo interno, reloxo do sistema (MCLK) e reloxo secundario (ACLK). Normalmente, os cristais só xeran sinais ACLK.

A extracción de baixa potencia do MCU mediante un reloxo auxiliar de 32 kHz que manexa simultáneamente o reloxo en tempo real do MCU, o oscilador de control dixital de alta velocidade (DCO) xera un sinal de reloxo do sistema para a CPU e os periféricos de alta velocidade. DCO pode xerar sinais de reloxo de varias maneiras, cada unha con diferentes características de rendemento e consumo de enerxía. De baixo a alto consumo de enerxía, estes modos de reloxo teñen osciladores de potencia ultra baixa (VLO), cristais de 3 kHz para DCO.

Para reducir o consumo de enerxía, o deseñador usa o reloxo máis baixo (VLO ou cristal de 32 kHz) en modo inactivo e realiza un DCO de alta frecuencia cando usa a actividade que se utilizará na CPU. DCO pode ser inferior a 1µO tempo do tempo de S entra no estado activo e é totalmente estable. Esta capacidade instantánea permite aforrar tempo e consumo de enerxía.

Teña en conta que o uso de reloxos de baixa frecuencia e baixa potencia na resolución da actividade consumirá máis enerxía que cambiar a reloxos máis rápidos. No modo de maior consumo de enerxía, o tempo de baixa frecuencia fai que a CPU pase máis tempo nunha tarefa específica. Ademais de usar o consumo de enerxía de baixa velocidade para aforrar reloxos en certos periféricos, o MSP430MCU tamén fornece osciladores de potencia ultra baixa para xerar un sinal ACLK.

No seu modo de enerxía en espera (LPM3), MSP430MCU adoita consumir menos de 1 en operación ACLK e todos os estados habilitados para interrupciónsµUnha corrente. Polo tanto, os MCU de baixa potencia consumen menos enerxía que o DSP durante o reloxo en tempo real ou a carga da batería de xestión.

Ademais, a misión ao MCU tamén pode ser liberada polo DSP para facelo executable para tarefas de resolución de sinal. Os enxeñeiros poden ver un deseño de dobre demanda para conseguir resultados excelentes. Imaxina un sistema que depende de DSP de gama alta para resolver tarefas de monitorización.

Esta solución utilizará en breve unha batería AA de níquel e hidróxeno de 2.500 mAh. Se o consumo de corrente uniforme é de 10 mA, as dúas baterías en serie esgotaranse nun prazo de 10,5 días.

Dual Split Use para reducir a corrente a 1 mA, de modo que a batería se estenda a 120 días. O MCU do sistema de dobre solución é reducir o consumo de enerxía, algunhas funcións do sistema ou de vixilancia que se poden resolver inclúen: Mantemento do reloxo en tempo real Clasificación de enerxía Importancia e restablecemento Xestión do teclado ou da interface humana Xestión da batería Control da pantalla Potencia DSP Moitos DSP Aplícanse unha pluralidade de raíles de alimentación da fonte de alimentación nunha orde fixa para garantir o funcionamento normal do DSP e dos periféricos. Normalmente, estas pistas funcionan simultáneamente por núcleo (CPU) e memoria DDR e dispositivos de E/S.

Aínda que os dispositivos dedicados poden aplicar unha tensión ao chip DSP por orde fixa, non pode realizar outras funcións. Os MCU máis pequenos de baixa potencia pódense clasificar e controlar a tensión da fonte de alimentación e realizar tarefas de control de enerxía (Figura 2). Neste caso, o software inicia tres circuítos reguladores da fonte de alimentación nunha orde adecuada.

O MCU usa o seu ADC interno para probar a tensión adecuada cando os respectivos raíles de alimentación. Cando o circuíto total non quere un chip DSP, o MCU pode encerrar o regulador para pechar o DSP. De feito, o MCU pode comunicarse co oscilador controlado por presión para controlar a tensión e frecuencia do DSP, ou a frecuencia de reloxo do DSP de control de comunicación PLL.

Polo tanto, cando o DSP completa a tarefa computacional densa, o reloxo axustable MCU converte o DSP en modo de espera para aforrar o consumo de enerxía. DSP de proba de MCU de monitorización bidireccional para comprender o seu estado ocupado. Neste modo, o MCU funciona como un controlador intelixente.

Por outra banda, DSP pode ler e escribir o MCU. Polo tanto, o DSP pódese usar segundo o uso, informe ao MCU para reducir ou mellorar o reloxo DSP. Usando o MCU para completar outras tarefas que os DSP adoitan conseguir nun sistema de solución única, os deseñadores tamén poden obter máis beneficios.

Por exemplo, ao resolver o funcionamento do teclado, o MCU consome menos enerxía que o DSP. O MCU só envía un sinal de interrupción ao DSP despois de probar a acción do botón ou soltar o botón. Deste xeito, axúdase ao consumo excesivo de corrente provocado polo golpe polo golpe, situación que adoita aparecer nalgúns equipos portátiles.

Co fin de aliviar aínda máis a carga do chip DSP, o MCU pode proporcionar: o circuíto de condución estándar SPI, UART e portos I2C para comunicación por radiofrecuencia interface periférica circuíto de xestión de batería Portos de E / S universais mencionados anteriormente e anteriores. Cada periférico, o MCU pode comezar automaticamente desde o modo de baixa potencia. Polo tanto, o MCU non segue a sondear os periféricos para determinar cal servir, nin o consumo máximo de enerxía para levar a cabo a tarefa. Os periféricos comezarán.

Cada miliwat de baixo consumo é moi precioso. 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.