Kaip naudoti dvigubą sąranką naudojant ilgesnį akumuliatoriaus veikimo laiką

2022/04/08

Autorius: „Iflowpower“Nešiojamų elektrinių tiekėjas

Daugelis sistemų kūrėjų mano, kad vieno lusto energijos suvartojimas yra mažesnis nei dviejų lustų. Iš pradžių tai labai paprasta: lustų komunikacija sunaudoja daugiau energijos nei vienas lustas, abiejuose lustuose yra daugiau tranzistorių, todėl yra daugiau nuotėkio srovių turint vieną lustą su ta pačia funkcija. Tačiau energijos vartojimo technologija suteikė tokį tradicinį požiūrį.

DSP dizaineriai į DSP lustą integruoja daugiau funkcijų, tokių kaip greitintuvai, ryšio moduliai ir tinklo periferiniai įrenginiai, todėl lustas yra naudingesnis inžinieriams. Tačiau šis galingesnis lustas sunaudos daugiau energijos nei ši užduotis atliekant paprastas vidaus valdymo ar stebėjimo užduotis. Daugeliu atvejų dizaineris negali įjungti tik DSP lustui reikalingų funkcijų.

Kai kuriais atvejais mikrovaldiklis (MCU) gali atlikti tą pačią sistemos stebėjimo užduotį ir sunaudoti mažiau energijos nei DSP. Taigi, dvigubo lusto architektūra: DSP ir MCU taip pat galima. Todėl naudokite mažos galios DSP kaip pagrindinį sprendimą, kitą mažos galios MCU kaip sistemos monitorių, gali pailginti vieno DSP sunaudotą baterijos veikimo laiką, kad būtų galima atlikti tą pačią užduotį.

Siekdami taupyti energiją, inžinieriai, rinkdamiesi DSP, turėtų atsižvelgti į šiuos veiksnius: ieškokite didesnės talpos lustinės atminties. DSP visada sunaudoja daugiau energijos, kai pasiekia lusto išorinę atmintį. Išorinė DRAM saugo nuolatinį energijos suvartojimą, kuris sunaudoja akumuliatoriaus elektros energiją.

Pasirinkite DSP, kurį galima paleisti ir uždaryti periferinius įrenginius. Kai kurie DSP gali automatiškai išjungti neaktyvius lusto periferinius įrenginius, kurie tiekia įvairias valdymo ir energijos suvartojimo sritis. Pasirinkite DSP, kuris įgalina įvairias budėjimo būsenas skirtingais galios lygiais.

Daugiafunkcis maitinimo šaltinis taupo daugiau energijos. Pasirinkite DSP kūrimo programinei įrangai, kuri optimizuoja energijos suvartojimą ir sumažina energijos suvartojimą. Įrankis turėtų padėti kūrėjams lengvai keisti lusto įtampą ir dažnį, valdyti maitinimo būseną, padėti įvertinti ir išskaidyti energijos suvartojimo informaciją.

Kai kuriais atvejais MCU sunaudoja mažiau srovės kai kuriuose MCU, mažos galios puslaidininkių procesas sumažina tranzistoriaus nuotėkio srovę, kad padėtų lustų dizaineriams optimizuoti mažos galios veikimą. Deja, mažas energijos suvartojimas apribos MCU našumą. Pavyzdžiui, TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU budėjimo režimu sunaudoja 500NA srovę, maksimalus laikrodžio dažnis yra 16MHz.

Maksimalus TMS320C5506DSP laikrodžio dažnis yra 108MHz, sunaudoja 10 budėjimo režimu.µA srovė. Tai skelbia, kad jis sunaudoja 20 kartų daugiau nei MSP430.

Nuo praeities kūrimo vidinį MCU periferinį įrenginį valdė programinė įranga, kurią galima nustatyti, kad išlaikytų procesoriaus būseną. Tačiau naujasis pertraukimo diskas (pertraukimu valdomas) yra periferinis, kad būtų sumažinta programinė įranga, leidžianti MCU didžiąją laiko dalį išlaikyti budėjimo režimą. Kaip pavyzdį paimkite vidinio modulio keitiklio (ADC) aparatinę įrangą, kuri automatiškai nuskaito įvesties kanalą, suaktyvina konversiją ir vykdo DMA perdavimą, kad išspręstų gautų duomenų atrankos užduotį.

Dėl to ADC veikia beveik spontaniškai. CPU tiekimo paslaugai sunaudoja tik labai mažai laiko, o MCU taupo energijos sąnaudas. Keli laikrodžio mažinimo galios reikalavimai MCU laikrodžio sistemos konstrukcija taip pat gali padėti sumažinti energijos suvartojimą.

1 paveiksle pateiktoje grandinės schemoje pavaizduoti du vieno kristalo laikrodžiai. MCU paprastai naudoja 32 kHz kristalą, tačiau nebūtinai generuoja vidinius laikrodžio signalus, sistemos laikrodžio (MCLK) ir antrinio laikrodžio (ACLK) signalus. Paprastai kristalai generuoja tik ACLK signalus.

MCU mažos galios ištraukimas naudojant 32 kHz pagalbinį laikrodį, kuris tuo pačiu metu valdo MCU realaus laiko laikrodį, didelės spartos skaitmeninis valdymo generatorius (DCO) generuoja sistemos laikrodžio signalą CPU ir didelės spartos periferiniams įrenginiams. DCO gali generuoti laikrodžio signalus keliais būdais, kurių kiekvienas turi skirtingas veikimo ir energijos suvartojimo charakteristikas. Nuo mažo iki didelio energijos suvartojimo šie laikrodžio režimai turi itin mažos galios generatorius (VLO), 3 kHz kristalus iki DCO.

Siekdamas sumažinti energijos sąnaudas, dizaineris tuščiosios eigos režimu naudoja žemiausią taktinį dažnį (VLO arba 32kHz kristalas), o naudodamas CPU naudojamą veiklą realizuoja aukšto dažnio DCO. DCO gali būti mažesnis nei 1µS laiko laikas pereina į aktyvią būseną ir yra visiškai stabilus. Ši akimirksniu įjungta galimybė taupo laiką ir energijos sąnaudas.

Atminkite, kad naudojant žemo dažnio mažos galios laikrodžius aktyvumo raiškoje sunaudosite daugiau energijos nei perjungus prie greitesnių laikrodžių. Didesnio energijos suvartojimo režimu žemo dažnio laiko varpai CPU praleidžia daugiau laiko konkrečiai užduočiai atlikti. MSP430MCU ne tik naudoja mažo greičio laikrodį taupantį energijos suvartojimą tam tikruose išoriniuose įrenginiuose, bet ir tiekia itin mažos galios generatorius ACLK signalui generuoti.

Būdamas budėjimo režimu (LPM3), MSP430MCU paprastai sunaudoja mažiau nei 1 ACLK veikimo režimu ir visose pertraukimo būsenose.µA srovė. Todėl mažos galios MCU sunaudoja mažiau energijos nei DSP realiojo laiko laikrodžio arba valdymo akumuliatoriaus įkrovimo metu.

Be to, DSP taip pat gali atlaisvinti MCU misiją, kad ji būtų vykdoma signalo raiškos užduotims atlikti. Energijos suvartojimą taupantys rezultatai Inžinieriai gali matyti dvigubą dizainą, kad pasiektų puikių rezultatų. Įsivaizduokite sistemą, kuri sprendžiant stebėjimo užduotis remiasi aukščiausios klasės DSP.

Šiam sprendimui netrukus bus naudojama 2500 mAh nikelio-vandenilio AA baterija. Jei vienodas srovės suvartojimas yra 10 mA, dviejų serijų baterijos išsikraus per 10,5 dienos.

Dvigubas padalijimas Naudokite, kad sumažintumėte srovę iki 1 mA, kad baterija pailgėtų iki 120 dienų. Dviejų sprendimų sistemoje esantis MCU skirtas sumažinti energijos suvartojimą, kai kurios sistemos arba stebėjimo funkcijos, kurias galima išspręsti, yra šios: Realaus laiko Laikrodžio priežiūra Maitinimas Rūšiuoti Maitinimo Reikšmę ir Iš naujo nustatyti Klaviatūros arba žmogaus sąsajos valdymą Baterijos valdymo Ekrano valdymas DSP galia Daug DSP Daugybė DSP maitinimo šaltinio maitinimo bėgiai naudojami fiksuota tvarka, kad būtų užtikrintas normalus DSP ir periferinių įrenginių veikimas. Paprastai šiuos takelius vienu metu maitina branduolys (CPU) ir DDR atmintis bei įvesties / išvesties įrenginiai.

Nors tam skirti įrenginiai gali fiksuota tvarka prijungti DSP lustą įtampą, jis negali atlikti kitų funkcijų. Mažesnius mažos galios MCU galima rūšiuoti ir stebėti maitinimo įtampą bei atlikti galios valdymo užduotis (2 pav.). Tokiu atveju programinė įranga atitinkama tvarka paleidžia tris maitinimo reguliatoriaus grandines.

MCU naudoja savo vidinį ADC, kad patikrintų atitinkamą įtampą, kai atitinkami maitinimo bėgiai. Kai visa grandinė nenori DSP lusto, MCU gali uždengti reguliatorių, kad uždarytų DSP. Tiesą sakant, MCU gali susisiekti su slėgio valdomu osciliatoriumi, kad valdytų DSP įtampą ir dažnį arba PLL ryšio valdymo DSP laikrodžio dažnį.

Todėl, kai DSP užbaigia skaičiavimo tankią užduotį, MCU reguliuojamas laikrodis konvertuoja DSP į budėjimo režimą, kad sutaupytų energijos. Dvipusis stebėjimas MCU išbando DSP, kad suprastų jo užimtumo būseną. Šiuo režimu MCU veikia kaip išmanusis valdiklis.

Kita vertus, DSP gali skaityti ir rašyti MCU. Taigi DSP galima naudoti pagal naudojimą, informuokite MCU, kad sumažintumėte arba pagerintumėte DSP laikrodį. Naudodami MCU kitoms užduotims, kurias DSP paprastai atlieka vienoje sprendimų sistemoje, dizaineriai taip pat gali gauti daugiau naudos.

Pavyzdžiui, sprendžiant klaviatūros veikimą, MCU sunaudoja mažiau energijos nei DSP. MCU siunčia pertraukimo signalą į DSP tik patikrinęs mygtuko veikimą arba mygtuko atleidimą. Tai padeda sumažinti perteklinį srovės suvartojimą, kurį sukelia smūgis, o kai kuriose nešiojamose įrangose ​​ši situacija dažnai išnyksta.

Siekiant dar labiau sumažinti DSP lusto apkrovą, MCU gali tiekti: vairavimo grandinės standartinius SPI, UART ir I2C prievadus radijo dažnio ryšio periferinei sąsajai baterijos valdymo grandinei universalius įvesties / išvesties prievadus, nurodytus aukščiau ir ankstesniame. , MCU gali automatiškai paleisti mažos galios režimą. Todėl MCU ir toliau neapklausia periferinių įrenginių, kad nustatytų, kurį iš jų aptarnauti, taip pat neatsižvelgiama į maksimalų energijos suvartojimą užduočiai atlikti. Bus paleista periferiniai įrenginiai.

Kiekvienas milivatas naudojant mažai energijos yra labai brangus. Galiausiai, dizaineriai nesiremia išsamiais skaičiavimais, matavimais ir funkcijomis bei DSP arba MCU paleidimu, o naudoja vieną ar dvi „Satures“.

SUSISIEKITE SU MUMIS
Tiesiog pasakykite mums savo reikalavimus, mes galime padaryti daugiau nei galite įsivaizduoti.
Siųsti savo užklausą
Chat with Us

Siųsti savo užklausą

Pasirinkite kitą kalbą
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
Dabartinė kalba:lietuvių