Ինչպես օգտագործել երկակի կարգավորումը՝ օգտագործելով մարտկոցի երկարատև ժամկետը

2022/04/08

Հեղինակ:Iflowpower –Դյուրակիր էլեկտրակայանների մատակարար

Համակարգի շատ դիզայներներ կարծում են, որ մեկ չիպի կողմից սպառվող էներգիայի սպառումը ավելի քիչ է, քան երկու չիպերը: Ի սկզբանե, դա շատ պարզ է. չիպային հաղորդակցությունը սպառում է ավելի շատ էներգիա, քան մեկ չիպը, երկու չիպերի վրա էլ ավելի շատ տրանզիստորներ կան, ուստի նույն գործառույթով մեկ չիպով ավելի շատ արտահոսքի հոսանքներ կան: Սակայն էներգիայի սպառման տեխնոլոգիան տվել է այս տեսակի ավանդական տեսակետը:

DSP դիզայներները ինտեգրում են ավելի շատ հնարավորություններ, ինչպիսիք են արագացուցիչները, կապի մոդուլները և ցանցի ծայրամասային սարքերը DSP չիպի մեջ, ինչը չիպն ավելի օգտակար է դարձնում ինժեներների համար: Բայց այս ավելի հզոր չիպը կսպառի ավելի շատ էներգիա, քան այս առաջադրանքը ներքին կառավարման կամ մոնիտորինգի պարզ առաջադրանքները կատարելու համար: Շատ դեպքերում դիզայները չի կարող միացնել միայն DSP չիպում պահանջվող հնարավորությունները:

Որոշ կիրառություններում միկրոկառավարիչը (MCU) կարող է կատարել համակարգի մոնիտորինգի նույն առաջադրանքը և սպառել ավելի քիչ էներգիա, քան DSP-ն: Այսպիսով, հնարավոր է նաև կրկնակի չիպի ճարտարապետությունը՝ DSP և MCU: Հետևաբար, օգտագործեք ցածր էներգիայի DSP որպես հիմնական լուծում, մեկ այլ ցածր էներգիայի MCU որպես համակարգի մոնիտոր, կարող է երկարացնել մեկ DSP-ի կողմից սպառված մարտկոցի կյանքը նույն առաջադրանքը կատարելու համար:

Էլեկտրաէներգիան խնայելու համար ինժեներները պետք է հաշվի առնեն հետևյալ գործոնները DSP ընտրելիս. փնտրեք ավելի մեծ հզորությամբ չիպային հիշողություն: DSP-ն միշտ ավելի շատ էներգիա է սպառում, երբ մուտք է գործում չիպի արտաքին հիշողություն: Արտաքին DRAM-ը պահպանում է մշտական ​​էներգիայի սպառումը, որը սպառում է մարտկոցի էլեկտրական էներգիան:

Ընտրեք DSP, որը կարող է գործարկվել և փակել ծայրամասային սարքերը: Որոշ DSP-ներ կարող են ինքնաբերաբար անջատվել չիպային ոչ ակտիվ ծայրամասային սարքերից, որոնք ապահովում են հսկողության և էներգիայի սպառման մի շարք մարզեր: Ընտրեք DSP, որը հնարավորություն է տալիս սպասման մի շարք վիճակներ էներգիայի տարբեր մակարդակներում:

Բազմակի էներգիայի մատակարարումը խնայում է ավելի շատ էներգիայի սպառումը: Ընտրեք DSP մշակման ծրագրակազմի համար, որն օպտիմիզացնում է էներգիայի սպառումը և նվազեցնում էներգիայի սպառումը: Գործիքը պետք է ստիպի մշակողներին հեշտությամբ փոխել չիպի լարումը և հաճախականությունը, կառավարել էներգիայի կարգավիճակը, օգնել նրանց գնահատել և քայքայել էներգիայի սպառման մասին տեղեկատվությունը:

MCU-ն ավելի քիչ հոսանք է սպառում որոշ MCU-ներում որոշ կիրառություններում, ցածր էներգիայի կիսահաղորդչային գործընթացը նվազեցնում է տրանզիստորի արտահոսքի հոսանքը՝ օգնելու չիպերի դիզայներներին օպտիմալացնել ցածր էներգիայի աշխատանքը: Ցավոք, ցածր էներգիայի սպառումը կսահմանափակի MCU-ի աշխատանքը: Օրինակ, TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU սպառում է 500NA հոսանք սպասման ռեժիմում, առավելագույն ժամացույցի հաճախականությունը 16 ՄՀց է:

TMS320C5506DSP-ում աշխատող առավելագույն ժամացույցի հաճախականությունը 108 ՄՀց է, սպասման ռեժիմում սպառում է 10:µՄի հոսանք. Սա հայտարարում է, որ այն սպառում է 20 անգամ ավելի, քան MSP430-ը:

Անցյալի զարգացումից ի վեր ներքին MCU ծայրամասային սարքը վերահսկվում է ծրագրային ապահովման կողմից, որը կայուն է պրոցեսորի կարգավիճակը պահպանելու համար: Բայց ընդհատման նոր սկավառակը (Interrupt-Driven) ծայրամասային է ավելի քիչ ծրագրային ապահովման համար, թույլ է տալիս MCU-ին պահել սպասման ռեժիմը շատ ժամանակ: Վերցրեք ներքին մոդուլի փոխարկիչի (ADC) սարքաշարը որպես օրինակ, այն ավտոմատ կերպով սկանավորում է մուտքային ալիքը, գործարկում է փոխարկումը և կատարում DMA փոխանցում՝ ստացված տվյալների նմուշառման առաջադրանքը լուծելու համար:

Արդյունքում, ADC-ն աշխատում է գրեթե ինքնաբուխ: CPU-ն շատ քիչ ժամանակ է ծախսում իր մատակարարման ծառայության համար, և MCU-ն խնայում է էներգիայի սպառումը: Մի քանի ժամացույցի նվազեցման էներգիայի պահանջներ MCU ժամացույցի համակարգի դիզայնը կարող է նաև օգնել նվազեցնել էներգիայի սպառումը:

Նկար 1-ի միացման սխեման ցույց է տալիս մեկ բյուրեղով աշխատող երկու ժամացույց: MCU-ն սովորաբար օգտագործում է 32 կՀց բյուրեղ, բայց պարտադիր չէ, որ առաջացնում է ներքին ժամացույցի ազդանշաններ, համակարգի ժամացույցի (MCLK) և երկրորդական ժամացույցի (ACLK) ազդանշաններ: Սովորաբար, բյուրեղները միայն առաջացնում են ACLK ազդանշաններ:

MCU-ի ցածր էներգիայի արդյունահանումը 32 կՀց օժանդակ ժամացույցի միջոցով, որը միաժամանակ վարում է MCU-ի իրական ժամանակի ժամացույցը, բարձր արագությամբ թվային կառավարման օսլիլատորը (DCO) ստեղծում է համակարգի ժամացույցի ազդանշան CPU-ի և բարձր արագությամբ ծայրամասային սարքերի համար: DCO-ն կարող է ժամացույցի ազդանշաններ ստեղծել մի քանի եղանակներով, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի տարբեր կատարողական և էներգիայի սպառման բնութագրեր: Ցածրից մինչև բարձր էներգիայի սպառում, այս ժամացույցի ռեժիմներն ունեն ծայրահեղ ցածր էներգիայի տատանիչներ (VLO), 3 կՀց բյուրեղներ մինչև DCO:

Էլեկտրաէներգիայի սպառումը նվազեցնելու համար դիզայները օգտագործում է ամենացածր ժամացույցը (VLO կամ 32kHz բյուրեղյա) անգործուն ռեժիմում և գիտակցում է բարձր հաճախականության DCO պրոցեսորի համար օգտագործվող ակտիվությունն օգտագործելիս: DCO-ն կարող է լինել 1-ից պակասµՍ-ի ժամանակի ժամանակը մտնում է ակտիվ վիճակի մեջ և լիովին կայուն է։ Այս ակնթարթային միացման հնարավորությունը խնայում է ժամանակը և էներգիայի սպառումը:

Նկատի ունեցեք, որ ցածր հաճախականության ցածր էներգիայի ժամացույցների օգտագործումը գործունեության լուծաչափում ավելի շատ էներգիա կսպառի, քան ավելի արագ ժամացույցների անցնելը: Ավելի մեծ էներգիա սպառող ռեժիմում, ցածր հաճախականության ժամանակի զանգերը, պրոցեսորը ավելի շատ ժամանակ է ծախսում կոնկրետ առաջադրանքի վրա: Ի լրումն որոշ ծայրամասային սարքերի վրա ցածր արագությամբ ժամացույցի խնայող էներգիայի սպառման օգտագործումից, MSP430MCU-ն նաև տրամադրում է ծայրահեղ ցածր էներգիայի տատանիչներ՝ ACLK ազդանշան ստեղծելու համար:

Սպասման հոսանքի ռեժիմում (LPM3) MSP430MCU սովորաբար սպառում է 1-ից պակաս ACLK-ի աշխատանքի և ընդհատման միացված բոլոր վիճակներում:µՄի հոսանք. Հետևաբար, ցածր էներգիայի MCU-ները իրական ժամանակում ժամացույցի կամ կառավարման մարտկոցի լիցքավորման ժամանակ ավելի քիչ էներգիա են սպառում, քան DSP-ն:

Ավելին, MCU-ի առաքելությունը կարող է նաև ազատվել DSP-ի կողմից, որպեսզի այն կատարելի դառնա՝ ազդարարելու լուծման առաջադրանքները: Էլեկտրաէներգիայի սպառման խնայողության արդյունքների ինժեներները կարող են տեսնել երկակի պահանջարկ ունեցող դիզայն՝ գերազանց արդյունքների հասնելու համար: Պատկերացրեք մի համակարգ, որը հենվում է բարձրակարգ DSP-ի վրա մոնիտորինգի առաջադրանքները լուծելու համար:

Այս լուծումը շուտով կօգտագործի 2500 mAh նիկել-ջրածին AA մարտկոց: Եթե ​​միատեսակ ընթացիկ սպառումը 10 մԱ է, ապա երկու սերիայի մարտկոցները կսպառվեն 10,5 օրվա ընթացքում:

Կրկնակի բաժանում Օգտագործեք հոսանքը մինչև 1 մԱ նվազեցնելու համար, որպեսզի մարտկոցը երկարացվի մինչև 120 օր: Կրկնակի լուծումների համակարգում MCU-ն պետք է նվազեցնի էներգիայի սպառումը, որոշ համակարգի կամ մոնիտորինգի գործառույթներ, որոնք կարող են լուծվել, ներառում են. Էներգամատակարարման հոսանքի ռելսերը կիրառվում են ֆիքսված կարգով՝ DSP-ում և ծայրամասային սարքերում նորմալ աշխատանք ապահովելու համար: Սովորաբար, այս հետքերը միաժամանակ սնուցվում են միջուկային (CPU) և DDR հիշողությամբ և I/O սարքերով:

Թեև հատուկ սարքերը կարող են ֆիքսված կարգով լարում կիրառել DSP չիպի վրա, այն չի կարող կատարել այլ գործառույթներ: Ավելի փոքր ցածր էներգիայի MCU-ները կարող են տեսակավորվել և վերահսկվել էլեկտրամատակարարման լարման համար և կատարել էներգիայի կառավարման առաջադրանքներ (Նկար 2): Այս դեպքում ծրագրաշարը գործարկում է էներգիայի մատակարարման կարգավորիչի երեք սխեմաներ համապատասխան կարգով:

MCU-ն օգտագործում է իր ներքին ADC-ն՝ համապատասխան լարումը ստուգելու համար, երբ համապատասխան ուժային ռելսերը միանում են: Երբ ընդհանուր միացումը DSP չիպ չի ուզում, MCU-ն կարող է փակել կարգավորիչը DSP-ը փակելու համար: Իրականում, MCU-ն կարող է շփվել ճնշման վերահսկվող օսլիլատորի հետ՝ վերահսկելու DSP-ի լարումը և հաճախականությունը կամ PLL կապի կառավարման DSP-ի ժամացույցի հաճախականությունը:

Հետևաբար, երբ DSP-ն ավարտում է հաշվողական խիտ առաջադրանքը, MCU կարգավորվող ժամացույցը DSP-ն փոխակերպում է սպասման ռեժիմի՝ էներգիայի սպառումը խնայելու համար: Երկկողմանի մոնիտորինգի MCU փորձարկում DSP-ն՝ հասկանալու նրա զբաղված վիճակը: Այս ռեժիմում MCU-ն աշխատում է որպես խելացի վերահսկիչ:

Մյուս կողմից, DSP-ն կարող է կարդալ և գրել MCU: Այսպիսով, DSP-ն կարող է օգտագործվել ըստ օգտագործման, տեղեկացրեք MCU-ին՝ նվազեցնելու կամ բարելավելու DSP ժամացույցը: Օգտագործելով MCU-ն այլ առաջադրանքներ կատարելու համար, որոնք DSP-ները սովորաբար հասնում են մեկ լուծման համակարգում, դիզայներները կարող են նաև ավելի շատ առավելություններ ստանալ:

Օրինակ, ստեղնաշարի աշխատանքը լուծելիս MCU-ն ավելի քիչ էներգիա է սպառում, քան DSP-ն: MCU-ն DSP-ին ընդհատման ազդանշան է ուղարկում միայն կոճակի գործողությունը կամ կոճակը բաց թողնելուց հետո: Այս կերպ օգնում է հոսանքի չափից ավելի սպառումը, որն առաջանում է հարվածի հետևանքով, այս իրավիճակը հաճախ դուրս է գալիս որոշ ձեռքի սարքավորումներում:

DSP չիպի ծանրաբեռնվածությունը հետագայում թուլացնելու համար MCU-ն կարող է մատակարարել՝ վարորդական միացման ստանդարտ SPI, UART և I2C պորտեր ռադիոհաճախականության կապի ծայրամասային ինտերֆեյսի մարտկոցի կառավարման սխեմայի ունիվերսալ I/O պորտեր, որոնք նշված են վերը նշված և նախորդ յուրաքանչյուր ծայրամասում: , MCU-ն կարող է ավտոմատ կերպով սկսել ցածր էներգիայի ռեժիմից: Հետևաբար, MCU-ն չի շարունակում հարցումներ կատարել ծայրամասային սարքերի վրա՝ որոշելու համար, թե որ մեկը պետք է սպասարկի, և ոչ էլ առավելագույն էներգիայի սպառումը առաջադրանքն իրականացնելու համար: Ծայրամասային սարքերը կսկսվեն:

Ցածր էներգիայի սպառման յուրաքանչյուր միլիվատ շատ թանկարժեք է: Վերջապես, դիզայներները հիմնված չեն հաշվարկների, չափումների և գործառույթների և DSP-ի կամ MCU-ների գործարկման միջև համապարփակ նկատառումների վրա, և օգտագործում են մեկ կամ երկու Satures:

ԿՈՆՏԱԿՏ ԱՄՆ
Պարզապես մեզ ասեք ձեր պահանջները, մենք կարող ենք ավելին անել, քան պատկերացնում եք:
Ուղարկեք ձեր հարցումը
Chat with Us

Ուղարկեք ձեր հարցումը

Ընտրեք այլ լեզու
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Ընթացիկ լեզու:հայերեն