વિસ્તૃત બેટરી લાઇફનો ઉપયોગ કરીને ડ્યુઅલ સેટઅપનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવો

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Proveïdor de centrals portàtils

ઘણા સિસ્ટમ ડિઝાઇનર્સ માને છે કે સિંગલ ચિપ દ્વારા વપરાતો પાવર વપરાશ બે ચિપ્સ કરતા ઓછો છે. શરૂઆતમાં, તે ખૂબ જ સરળ છે: ચિપ કોમ્યુનિકેશન એક ચિપ કરતાં વધુ પાવર વપરાશ કરે છે, બંને ચિપ્સ પર વધુ ટ્રાન્ઝિસ્ટર હોય છે, તેથી સમાન કાર્ય સાથે સિંગલ-ચિપ સાથે વધુ લિકેજ કરંટ હોય છે. પરંતુ વીજ વપરાશ ટેકનોલોજીએ આ પ્રકારનો પરંપરાગત દૃષ્ટિકોણ આપ્યો છે.

ડીએસપી ડિઝાઇનર્સ ડીએસપી ચિપમાં એક્સિલરેટર, કોમ્યુનિકેશન મોડ્યુલ અને નેટવર્ક પેરિફેરલ્સ જેવી વધુ સુવિધાઓને એકીકૃત કરે છે, જે ચિપને એન્જિનિયરો માટે વધુ ઉપયોગી બનાવે છે. પરંતુ આ વધુ શક્તિશાળી ચિપ સરળ ઇન-હાઉસ મેનેજમેન્ટ અથવા મોનિટરિંગ કાર્યો પૂર્ણ કરવામાં આ કાર્ય કરતાં વધુ પાવર વપરાશ કરશે. ઘણા કિસ્સાઓમાં, ડિઝાઇનર ફક્ત DSP ચિપમાં જરૂરી સુવિધાઓને સક્ષમ કરી શકતા નથી.

કેટલાક ઉપયોગોમાં, માઇક્રોકન્ટ્રોલર (MCU) એ જ સિસ્ટમ મોનિટરિંગ કાર્ય કરી શકે છે, અને DSP કરતા ઓછો પાવર વપરાશ કરે છે. તેથી, ડબલ ચિપનું આર્કિટેક્ચર: DSP અને MCU પણ શક્ય છે. તેથી, મુખ્ય ઉકેલ તરીકે ઓછી શક્તિવાળા DSP નો ઉપયોગ કરો, સિસ્ટમ મોનિટર તરીકે અન્ય ઓછી શક્તિવાળા MCU નો ઉપયોગ કરીને, તે જ કાર્ય પૂર્ણ કરવા માટે એક DSP દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી બેટરી લાઇફ વધારી શકાય છે.

પાવર બચાવવા માટે, ડીએસપી પસંદ કરતી વખતે એન્જિનિયરોએ નીચેના પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ: મોટી ક્ષમતાવાળી ઓન-ચિપ મેમરી શોધો. ચિપ બાહ્ય મેમરીને ઍક્સેસ કરતી વખતે DSP હંમેશા વધુ પાવર વપરાશ કરે છે. બાહ્ય DRAM સતત વીજ વપરાશનો સંગ્રહ કરે છે, જે બેટરી વિદ્યુત ઊર્જાનો વપરાશ કરે છે.

પેરિફેરલ્સ શરૂ અને બંધ કરી શકાય તેવો DSP પસંદ કરો. કેટલાક DSPs નિષ્ક્રિય ઓન-ચિપ પેરિફેરલ્સ પર આપમેળે પાવર ઓફ કરી શકે છે, જે વિવિધ નિયંત્રણ અને પાવર વપરાશ પ્રાંતો પૂરા પાડે છે. એક એવો DSP પસંદ કરો જે વિવિધ પાવર લેવલ પર વિવિધ સ્ટેન્ડબાય સ્ટેટ્સને સક્ષમ કરે.

મલ્ટી-પાવર સપ્લાય વધુ ઉર્જા વપરાશ બચાવે છે. ડેવલપમેન્ટ સોફ્ટવેર માટે DSP પસંદ કરો જે પાવર વપરાશને શ્રેષ્ઠ બનાવે છે અને પાવર વપરાશ ઘટાડે છે. આ ટૂલ ડેવલપર્સને ચિપના વોલ્ટેજ અને ફ્રીક્વન્સીમાં સરળતાથી ફેરફાર કરવા, પાવર સ્ટેટસ મેનેજ કરવા, પાવર વપરાશની માહિતીનું મૂલ્યાંકન અને વિઘટન કરવામાં મદદ કરવા માટે સક્ષમ બનાવશે.

કેટલાક ઉપયોગોમાં MCU માં ઓછા કરંટનો ઉપયોગ થાય છે, ઓછી શક્તિવાળી સેમિકન્ડક્ટર પ્રક્રિયા ટ્રાન્ઝિસ્ટર લિકેજ કરંટ ઘટાડે છે જેથી ચિપ ડિઝાઇનર્સને ઓછી શક્તિવાળા કામગીરીને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં મદદ મળે. કમનસીબે, ઓછો વીજ વપરાશ MCU કામગીરીને મર્યાદિત કરશે. ઉદાહરણ તરીકે, TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU સ્ટેન્ડબાય મોડમાં 500NA કરંટ વાપરે છે, મહત્તમ ઘડિયાળ આવર્તન 16MHz છે.

TMS320C5506DSP માં ચાલતી મહત્તમ ઘડિયાળ આવર્તન 108MHz છે, સ્ટેન્ડબાય મોડમાં 10 વાપરે છેµએક પ્રવાહ. આ જાહેર કરે છે કે તે MSP430 કરતા 20 ગણો વધારે વપરાશ કરે છે.

ભૂતકાળના વિકાસથી, આંતરિક MCU પેરિફેરલ સોફ્ટવેર દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવ્યું છે, જે CPU ની સ્થિતિ જાળવવા માટે સ્ટેટેબલ છે. પરંતુ નવી ઇન્ટરપ્ટ ડ્રાઇવ (ઇન્ટરપ્ટ-ડ્રાઇવન) ઓછા સોફ્ટવેર ઓવરહેડ માટે પેરિફેરલ છે, જે MCU ને મોટાભાગના સમયમાં સ્ટેન્ડબાય મોડમાં રાખવાની મંજૂરી આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે ઇન્ટરનલ મોડ્યુલસ કન્વર્ટર (ADC) હાર્ડવેર લો, તે આપમેળે ઇનપુટ ચેનલને સ્કેન કરે છે, કન્વર્ઝન ટ્રિગર કરે છે અને પ્રાપ્ત ડેટા સેમ્પલિંગ કાર્યને ઉકેલવા માટે DMA ટ્રાન્સમિશન ચલાવે છે.

પરિણામે, ADC લગભગ સ્વયંભૂ રીતે ચાલી રહ્યું છે. સીપીયુ તેની સપ્લાય સર્વિસ માટે ખૂબ જ ઓછો સમય વાપરે છે, અને એમસીયુ પાવર વપરાશ બચાવે છે. બહુવિધ ઘડિયાળ ઘટાડાની પાવર આવશ્યકતાઓ MCU ઘડિયાળ સિસ્ટમ ડિઝાઇન પણ પાવર વપરાશ ઘટાડવામાં મદદ કરી શકે છે.

આકૃતિ 1 માં દર્શાવેલ સર્કિટ ડાયાગ્રામ એક જ સ્ફટિક દ્વારા કાર્યરત બે ઘડિયાળો દર્શાવે છે. MCU સામાન્ય રીતે 32kHz ક્રિસ્ટલનો ઉપયોગ કરે છે, પરંતુ તે જરૂરી નથી કે તે આંતરિક ઘડિયાળ સંકેતો, સિસ્ટમ ઘડિયાળ (MCLK) અને ગૌણ ઘડિયાળ (ACLK) સંકેતો ઉત્પન્ન કરે. સામાન્ય રીતે, સ્ફટિકો ફક્ત ACLK સિગ્નલો ઉત્પન્ન કરે છે.

MCU નું લો-પાવર એક્સટ્રેક્શન 32kHz સહાયક ઘડિયાળનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે જે એકસાથે MCU રીઅલ-ટાઇમ ઘડિયાળ ચલાવે છે, હાઇ-સ્પીડ ડિજિટલ કંટ્રોલ ઓસિલેટર (DCO) CPU અને હાઇ-સ્પીડ પેરિફેરલ્સ માટે સિસ્ટમ ક્લોક સિગ્નલ જનરેટ કરે છે. DCO ઘણી રીતે ઘડિયાળના સંકેતો ઉત્પન્ન કરી શકે છે, દરેકમાં અલગ અલગ કામગીરી અને પાવર વપરાશ લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. ઓછા પાવર વપરાશથી લઈને ઉચ્ચ પાવર વપરાશ સુધી, આ ઘડિયાળ મોડ્સમાં અલ્ટ્રા લો પાવર ઓસિલેટર (VLO), 3kHz ક્રિસ્ટલ્સથી DCO સુધીનો સમાવેશ થાય છે.

પાવર વપરાશ ઘટાડવા માટે, ડિઝાઇનર નિષ્ક્રિય સ્થિતિમાં સૌથી ઓછી ઘડિયાળ (VLO અથવા 32kHz ક્રિસ્ટલ) નો ઉપયોગ કરે છે, અને CPU માં ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રવૃત્તિનો ઉપયોગ કરતી વખતે ઉચ્ચ આવર્તન DCO અનુભવે છે. DCO આનાથી ઓછો હોઈ શકે છે 1µS ના સમયનો સમય સક્રિય સ્થિતિમાં પ્રવેશ કરે છે અને સંપૂર્ણપણે સ્થિર થાય છે. આ તાત્કાલિક સક્ષમ ક્ષમતા સમય અને વીજળીનો વપરાશ બચાવે છે.

નોંધ કરો કે એક્ટિવિટી રિઝોલ્યુશનમાં ઓછી-આવર્તનવાળી ઓછી-પાવર ઘડિયાળોનો ઉપયોગ ઝડપી ઘડિયાળો પર સ્વિચ કરવા કરતાં વધુ પાવર વપરાશ કરશે. વધુ પાવર-વપરાશ મોડમાં, ઓછી આવર્તનનો સમય સીપીયુને ચોક્કસ કાર્ય પર વધુ સમય વિતાવે છે. ચોક્કસ પેરિફેરલ્સ પર ઓછી-સ્પીડ ક્લોક-સેવિંગ પાવર વપરાશનો ઉપયોગ કરવા ઉપરાંત, MSP430MCU ACLK સિગ્નલ જનરેટ કરવા માટે અલ્ટ્રા-લો પાવર ઓસિલેટર પણ પૂરા પાડે છે.

તેના સ્ટેન્ડબાય પાવર મોડ (LPM3) હેઠળ, MSP430MCU સામાન્ય રીતે ACLK ઓપરેશનમાં 1 કરતા ઓછો પાવર વાપરે છે અને બધી ઇન્ટરપ્ટ સક્ષમ સ્થિતિઓµએક પ્રવાહ. તેથી, રીઅલ-ટાઇમ ક્લોક અથવા મેનેજમેન્ટ બેટરી ચાર્જિંગ દરમિયાન ઓછી શક્તિવાળા MCUs DSP કરતા ઓછી શક્તિ વાપરે છે.

વધુમાં, MCU ના મિશનને DSP દ્વારા સિગ્નલ રિઝોલ્યુશન કાર્યો માટે એક્ઝિક્યુટેબલ બનાવવા માટે મુક્ત કરી શકાય છે. પાવર વપરાશ બચત પરિણામો ઇજનેરો ઉત્તમ પરિણામો પ્રાપ્ત કરવા માટે ડ્યુઅલ-ડિમાન્ડ ડિઝાઇન જોઈ શકે છે. એવી સિસ્ટમની કલ્પના કરો જે મોનિટરિંગ કાર્યોને ઉકેલવા માટે ઉચ્ચ-સ્તરીય DSP પર આધાર રાખે છે.

આ સોલ્યુશન ટૂંક સમયમાં 2,500mAh નિકલ-હાઇડ્રોજન AA બેટરીનો ઉપયોગ કરશે. જો એકસમાન વર્તમાન વપરાશ 10mA હોય, તો બે શ્રેણીની બેટરીઓ 10.5 દિવસમાં ખલાસ થઈ જશે.

ડ્યુઅલ સ્પ્લિટનો ઉપયોગ કરીને કરંટ 1mA સુધી ઘટાડી શકાય છે, જેથી બેટરી 120 દિવસ સુધી ચાલે. ડ્યુઅલ-સોલ્યુશન સિસ્ટમમાં MCU પાવર વપરાશ ઘટાડવા માટે છે, કેટલાક સિસ્ટમ અથવા મોનિટરિંગ કાર્યો જે ઉકેલી શકાય છે તેમાં શામેલ છે: રીઅલ ટાઇમ ક્લોક જાળવણી પાવર સૉર્ટ પાવર મહત્વ અને રીસેટ કીબોર્ડ અથવા હ્યુમન ઇન્ટરફેસ મેનેજમેન્ટ બેટરી મેનેજમેન્ટ ડિસ્પ્લે કંટ્રોલ DSP પાવર ઘણા DSP DSP અને પેરિફેરલ્સમાં સામાન્ય કાર્ય સુનિશ્ચિત કરવા માટે પાવર સપ્લાયના બહુવિધ પાવર રેલ્સ નિશ્ચિત ક્રમમાં લાગુ કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, આ ટ્રેક્સ એકસાથે કોર (CPU) અને DDR મેમરી અને I/O ઉપકરણો દ્વારા સંચાલિત થાય છે.

જોકે સમર્પિત ઉપકરણો નિશ્ચિત ક્રમમાં DSP ચિપ પર વોલ્ટેજ લાગુ કરી શકે છે, તે અન્ય કાર્યો કરી શકતું નથી. નાના ઓછા પાવરવાળા MCU ને પાવર સપ્લાય વોલ્ટેજ માટે સૉર્ટ અને મોનિટર કરી શકાય છે, અને પાવર નિયંત્રણ કાર્યો કરી શકાય છે (આકૃતિ 2). આ કિસ્સામાં, સોફ્ટવેર યોગ્ય ક્રમમાં ત્રણ પાવર સપ્લાય રેગ્યુલેટર સર્કિટ શરૂ કરે છે.

જ્યારે સંબંધિત પાવર રેલ જોડાયેલ હોય ત્યારે યોગ્ય વોલ્ટેજ ચકાસવા માટે MCU તેના આંતરિક ADC નો ઉપયોગ કરે છે. જ્યારે કુલ સર્કિટને DSP ચિપની જરૂર ન હોય, ત્યારે MCU DSP બંધ કરવા માટે રેગ્યુલેટરને બંધ કરી શકે છે. વાસ્તવમાં, MCU દબાણ-નિયંત્રિત ઓસિલેટર સાથે DSP ના વોલ્ટેજ અને આવર્તનને નિયંત્રિત કરવા માટે અથવા PLL કોમ્યુનિકેશન કંટ્રોલ DSP ની ઘડિયાળ આવર્તનને નિયંત્રિત કરવા માટે વાતચીત કરી શકે છે.

તેથી, જ્યારે DSP ગણતરીત્મક ગાઢ કાર્ય પૂર્ણ કરે છે, ત્યારે MCU એડજસ્ટેબલ ઘડિયાળ પાવર વપરાશ બચાવવા માટે DSP ને સ્ટેન્ડબાય મોડમાં રૂપાંતરિત કરે છે. તેની વ્યસ્ત સ્થિતિને સમજવા માટે દ્વિ-માર્ગી દેખરેખ MCU પરીક્ષણ DSP. આ મોડમાં, MCU એક સ્માર્ટ કંટ્રોલર તરીકે ચાલી રહ્યું છે.

બીજી બાજુ, DSP MCU વાંચી અને લખી શકે છે. તેથી DSP નો ઉપયોગ ઉપયોગ મુજબ કરી શકાય છે, DSP ઘડિયાળ ઘટાડવા અથવા સુધારવા માટે MCU ને જાણ કરો. DSP સામાન્ય રીતે સિંગલ સોલ્યુશન સિસ્ટમમાં પ્રાપ્ત કરતા અન્ય કાર્યોને પૂર્ણ કરવા માટે MCU નો ઉપયોગ કરીને, ડિઝાઇનર્સને વધુ લાભ પણ મળી શકે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, કીબોર્ડ ઓપરેશનને ઉકેલતી વખતે, MCU DSP કરતા ઓછો પાવર વપરાશ કરે છે. બટનની ક્રિયાનું પરીક્ષણ કર્યા પછી અથવા બટન છોડ્યા પછી જ MCU DSP ને ઇન્ટરપ્ટ સિગ્નલ મોકલે છે. આ રીતે હિટ દ્વારા હિટ થવાને કારણે થતા અતિશય વર્તમાન વપરાશમાં મદદ મળે છે, આ પરિસ્થિતિ ઘણીવાર કેટલાક હેન્ડહેલ્ડ સાધનોમાં બહાર આવે છે.

DSP ચિપના ભારને વધુ રાહત આપવા માટે, MCU આ સપ્લાય કરી શકે છે: ડ્રાઇવિંગ સર્કિટ સ્ટાન્ડર્ડ SPI, UART, અને I2C પોર્ટ રેડિયો ફ્રીક્વન્સી કોમ્યુનિકેશન માટે પેરિફેરલ ઇન્ટરફેસ બેટરી મેનેજમેન્ટ સર્કિટ યુનિવર્સલ I/O પોર્ટ ઉપરોક્ત અને પાછલા દરેક પેરિફેરલમાં ઉલ્લેખિત છે. MCU આપમેળે ઓછા પાવર મોડથી શરૂ થઈ શકે છે. તેથી, MCU કયા પેરિફેરલ્સને સેવા આપવી તે નક્કી કરવા માટે પેરિફેરલ્સનું મતદાન કરવાનું ચાલુ રાખતું નથી, ન તો કાર્ય પૂર્ણ કરવા માટે મહત્તમ વીજ વપરાશ. પેરિફેરલ્સ શરૂ થશે.

ઓછા વીજ વપરાશમાં દરેક મિલીવોટ ખૂબ જ કિંમતી છે. છેલ્લે, ડિઝાઇનર્સ ગણતરીઓ, માપન અને કાર્યો અને DSP અથવા MCU ચલાવવા વચ્ચે વ્યાપક વિચારણાઓ પર આધારિત નથી, અને ઉપયોગમાં લેવાતા એક કે બે Satures નો ઉપયોગ કરે છે.