A kettős beállítás használata meghosszabbított akkumulátor-élettartam használatával

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

Sok rendszertervező úgy véli, hogy az egyetlen chip energiafogyasztása kisebb, mint a két chipé. Eredetileg nagyon egyszerű: a chipkommunikáció több áramot fogyaszt, mint egy chip, mindkét chipen több tranzisztor található, így az azonos funkciójú egychipnél több a szivárgó áram. De az energiafogyasztási technológia ezt a fajta hagyományos nézőpontot adta.

A DSP tervezői több funkciót, például gyorsítókat, kommunikációs modulokat és hálózati perifériákat integrálnak a DSP chipbe, így a chip hasznosabb a mérnökök számára. Ez a nagyobb teljesítményű chip azonban több áramot fogyaszt, mint ez az egyszerű házon belüli felügyeleti vagy megfigyelési feladatok elvégzése. Sok esetben a tervező nem csak a DSP chipben szükséges funkciókat tudja engedélyezni.

Egyes felhasználási területeken a mikrovezérlő (MCU) ugyanazt a rendszerfelügyeleti feladatot tudja végrehajtani, és kevesebb áramot fogyaszt, mint a DSP. Tehát a dupla chip architektúrája: DSP és MCU is lehetséges. Ezért használjon alacsony fogyasztású DSP-t fő megoldásként, egy másik alacsony fogyasztású MCU-t rendszerfigyelőként, meghosszabbíthatja az egyetlen DSP által fogyasztott akkumulátor-élettartamot ugyanazon feladat elvégzéséhez.

Az energiatakarékosság érdekében a mérnököknek a következő tényezőket kell figyelembe venniük a DSP kiválasztásakor: keresse a nagyobb kapacitású chip-memóriát. A DSP mindig több energiát fogyaszt, amikor hozzáfér a chip külső memóriájához. A külső DRAM állandó energiafogyasztást tárol, ami az akkumulátor elektromos energiáját fogyasztja.

Válasszon ki egy indítható és zárható perifériát tartalmazó DSP-t. Egyes DSP-k automatikusan kikapcsolhatnak az inaktív chip-perifériákon, amelyek számos szabályozási és energiafogyasztási tartományt látnak el. Válasszon olyan DSP-t, amely különféle készenléti állapotokat tesz lehetővé különböző teljesítményszinteken.

A több tápegység nagyobb energiafogyasztást takarít meg. Válassza a DSP-t a fejlesztő szoftverhez, amely optimalizálja az energiafogyasztást és csökkenti az energiafogyasztást. Az eszköznek lehetővé kell tennie a fejlesztők számára a chip feszültségének és frekvenciájának könnyű megváltoztatását, az energiaállapot kezelését, az energiafogyasztási információk értékelését és bontását.

Az MCU bizonyos felhasználási területeken kevesebb áramot fogyaszt egyes MCU-kban, a kis teljesítményű félvezető eljárás csökkenti a tranzisztorok szivárgási áramát, hogy segítse a chiptervezőket az alacsony fogyasztású működés optimalizálásában. Sajnos az alacsony energiafogyasztás korlátozza az MCU teljesítményét. Például egy TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU készenléti módban 500NA áramot fogyaszt, a maximális órajel 16 MHz.

A TMS320C5506DSP-ben futó maximális órajel 108 MHz, készenléti módban 10 MHz-et fogyasztµEgy áram. Ez kijelenti, hogy 20-szor többet fogyaszt, mint az MSP430.

A korábbi fejlesztések óta a belső MCU perifériát a szoftver vezérli, amely képes a CPU állapotának fenntartására. De az új megszakító meghajtó (Interrupt-Driven) periféria, így kevesebb szoftverráfordítás érhető el, és lehetővé teszi az MCU számára, hogy a legtöbb ideig készenléti üzemmódban maradjon. Vegyük például a belső modulus átalakító (ADC) hardvert, amely automatikusan pásztázza a bemeneti csatornát, triggereli a konverziót, és végrehajtja a DMA átvitelt a vett adatmintavételi feladat megoldásához.

Ennek eredményeként az ADC szinte spontán módon működik. A CPU csak nagyon kevés időt használ az ellátási szolgáltatására, és az MCU energiafogyasztást takarít meg. Több órajel-csökkentési teljesítményigény Az MCU órarendszer kialakítása szintén segíthet az energiafogyasztás csökkentésében.

Az 1. ábrán látható kapcsolási rajz két, egykristály által működtetett órát mutat. Az MCU általában 32 kHz-es kristályt használ, de nem feltétlenül generál belső órajeleket, rendszerórajeleket (MCLK) és másodlagos órajeleket (ACLK). A kristályok általában csak ACLK jeleket generálnak.

Az MCU kis teljesítményű extrakciója egy 32 kHz-es segédóra segítségével, amely egyidejűleg hajtja meg az MCU valós idejű órát, a nagy sebességű digitális vezérlőoszcillátor (DCO) rendszer órajelet generál a CPU és a nagy sebességű perifériák számára. A DCO többféle módon tud órajeleket generálni, mindegyik eltérő teljesítmény- és energiafogyasztási jellemzőkkel. Az alacsony fogyasztástól a magasig ezek az óramódok ultraalacsony teljesítményű oszcillátorokkal (VLO), 3 kHz-es kristályokkal és DCO-val rendelkeznek.

Az energiafogyasztás csökkentése érdekében a tervező a legalacsonyabb órajelet (VLO vagy 32 kHz kristály) használja készenléti üzemmódban, és magas frekvenciájú DCO-t valósít meg, amikor a CPU-hoz használandó tevékenységet használja. A DCO kisebb is lehet, mint 1µAz S idejének ideje aktív állapotba kerül és teljesen stabil. Ez az azonnali engedélyezési funkció időt és energiafogyasztást takarít meg.

Ne feledje, hogy az alacsony frekvenciájú, alacsony fogyasztású órák aktivitási felbontásban való használata több áramot fogyaszt, mint a gyorsabb órákra váltás. Nagyobb energiafogyasztású üzemmódban az alacsony frekvenciájú időcsengő a CPU több időt tölt egy adott feladattal. Amellett, hogy bizonyos perifériákon alacsony sebességű órajel-takarékos energiafogyasztást használ, az MSP430MCU ultraalacsony teljesítményű oszcillátorokat is biztosít az ACLK jel generálásához.

Készenléti üzemmódban (LPM3) az MSP430MCU általában 1-nél kevesebbet fogyaszt ACLK működés közben, és minden megszakítás engedélyezettµEgy áram. Ezért az alacsony fogyasztású MCU-k kevesebb energiát fogyasztanak, mint a DSP a valós idejű óra vagy a menedzsment akkumulátor töltése során.

Ezenkívül a DSP felszabadíthatja az MCU küldetését is, hogy végrehajtható legyen a jelzésfeloldási feladatokhoz. Az energiafogyasztást megtakarító eredményeket a mérnökök láthatják a kettős igényű kialakítással, hogy kiváló eredményeket érjenek el. Képzeljen el egy rendszert, amely csúcsminőségű DSP-re támaszkodik a megfigyelési feladatok megoldásában.

Ez a megoldás hamarosan 2500 mAh-s nikkel-hidrogén AA akkumulátort használ majd. Ha az egyenletes áramfelvétel 10mA, a két sorozat akkumulátora 10,5 napon belül lemerül.

Dual Split Használja az áramerősség 1 mA-re csökkentésére, így az akkumulátor élettartama 120 napra meghosszabbodik. A kettős megoldású rendszerben az MCU az energiafogyasztás csökkentését szolgálja, néhány megoldható rendszer- vagy felügyeleti funkció a következők: Valós idejű óra karbantartás Áramellátás rendezése Tápellátás jelentősége és Reset Billentyűzet vagy emberi interfész menedzsment Akkumulátorkezelés Kijelző vezérlése DSP tápellátás Számos DSP A tápegység tápsínje rögzített sorrendben van bekötve a DSP és a perifériák normál működésének biztosítására. Általában ezeket a sávokat egyidejűleg táplálják mag (CPU) és DDR-memória, valamint I / O eszközök.

Bár a dedikált eszközök rögzített sorrendben feszültséget kapcsolhatnak a DSP chipre, más funkciókat nem tud ellátni. A kisebb, kis teljesítményű MCU-k szétválogathatók és felügyelhetők a tápfeszültség szempontjából, és teljesítményszabályozási feladatokat látnak el (2. ábra). Ebben az esetben a szoftver három tápegység-szabályozó áramkört indít el megfelelő sorrendben.

Az MCU belső ADC-jét használja a megfelelő feszültség tesztelésére, amikor a megfelelő tápsíneket. Ha a teljes áramkör nem kíván DSP chipet, az MCU bezárhatja a szabályozót a DSP bezárásához. Valójában az MCU kommunikálhat a nyomásvezérelt oszcillátorral, hogy szabályozza a DSP feszültségét és frekvenciáját, vagy a PLL kommunikációt vezérlő DSP órajelét.

Ezért, amikor a DSP befejezi a sűrű számítási feladatot, az MCU állítható órajele a DSP-t készenléti üzemmódba állítja az energiafogyasztás megtakarítása érdekében. Kétirányú felügyeleti MCU teszteli a DSP-t, hogy megértse a foglalt állapotát. Ebben a módban az MCU intelligens vezérlőként működik.

Másrészt a DSP képes olvasni és írni az MCU-t. Tehát a DSP a használatnak megfelelően használható, tájékoztassa az MCU-t, hogy csökkentse vagy javítsa a DSP órajelét. Az MCU segítségével a DSP-k által általában egyetlen megoldási rendszerben végrehajtott feladatok elvégzésére a tervezők több előnyhöz is juthatnak.

Például a billentyűzet működésének feloldásakor az MCU kevesebb áramot fogyaszt, mint a DSP. Az MCU csak a gomb működésének vagy a gomb elengedésének tesztelése után küld megszakítási jelet a DSP-nek. Ez a módszer segít a találat által okozott túlzott áramfelvételen, amely gyakran előfordul egyes kézi berendezésekben.

A DSP chip terhelésének további csökkentése érdekében az MCU képes ellátni: a meghajtó áramkör szabványos SPI, UART és I2C portjait rádiófrekvenciás kommunikációs periféria interfész akkumulátor menedzsment áramkör univerzális I / O portok, amelyeket a fentiekben és az előzőekben említettünk. Minden periféria, az MCU automatikusan elindulhat alacsony fogyasztású üzemmódból. Ezért az MCU nem folytatja a perifériák lekérdezését, hogy meghatározza, melyiket szolgálja ki, és a feladat végrehajtásához szükséges maximális energiafogyasztást sem. A perifériák elindulnak.

Minden milliwat alacsony fogyasztás mellett nagyon értékes. Végül a tervezők nem a számítások, a mérések és a függvények, valamint a DSP vagy MCU-k futtatása közötti átfogó megfontolásokon alapulnak, és egy vagy két Sature-t használnak használat közben.