Ahoana ny fampiasana ny fananganana roa amin&39;ny fampiasana ny fiainana bateria maharitra

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

Mpamorona rafitra maro no mino fa ny fanjifana herinaratra lanin&39;ny chip tokana dia kely noho ny chips roa. Tany am-boalohany dia tena tsotra: ny fifandraisana amin&39;ny chip dia mandany herinaratra bebe kokoa noho ny puce tokana, misy transistors bebe kokoa amin&39;ny chips roa, noho izany dia misy tondra-drano misy tsiranoka tokana miaraka amin&39;ny fiasa mitovy. Saingy ny teknolojia fanjifana herinaratra dia nanome fomba fijery nentim-paharazana toy izany.

Ny mpamorona DSP dia mampiditra endri-javatra maro kokoa, toy ny accelerators, ny maody fifandraisana, ary ny periferika amin&39;ny tambajotra amin&39;ny chip DSP, ka mahatonga ny chip ho mahasoa kokoa ho an&39;ny injeniera. Saingy ity puce mahery vaika ity dia handany fanjifana herinaratra bebe kokoa noho ity asa ity amin&39;ny famitana ny asa fitantanana tsotra na fanaraha-maso an-trano. Amin&39;ny tranga maro, ny mpamorona dia tsy afaka manome afa-tsy ireo endri-javatra ilaina amin&39;ny chip DSP.

Amin&39;ny fampiasana sasany, ny microcontroller (MCU) dia afaka manao asa fanaraha-maso rafitra mitovy, ary mandany hery kely kokoa noho ny DSP. Noho izany, ny maritrano ny roa chip: DSP sy MCU azo atao ihany koa. Noho izany, ampiasao ny DSP ambany hery ho vahaolana lehibe, MCU iray hafa ambany hery ho mpanara-maso ny rafitra, dia afaka manitatra ny fiainan&39;ny bateria lanin&39;ny DSP tokana mba hamitana ny asa mitovy.

Mba hanampiana amin&39;ny fitsitsiana herinaratra, ny injeniera dia tokony handinika ireto anton-javatra manaraka ireto rehefa misafidy DSP: mitadiava fahatsiarovana lehibe kokoa amin&39;ny chip. Mandany fanjifana herinaratra bebe kokoa hatrany ny DSP rehefa miditra amin&39;ny fitadidiana ivelany. Ny DRAM ivelany dia mitahiry fanjifana herinaratra tsy tapaka, izay mandany angovo elektrika amin&39;ny bateria.

Mifidiana DSP azo atomboka sy hikatona ny periferika. Ny DSP sasany dia afaka mamono ho azy amin&39;ny periferika tsy mavitrika amin&39;ny chip, izay manome faritra fanaraha-maso sy fanjifana herinaratra isan-karazany. Mifidiana DSP izay manome fahafahana isan-karazany standby amin&39;ny haavon&39;ny hery samihafa.

Ny famatsiana herinaratra marobe dia mitahiry angovo bebe kokoa. Mifidiana DSP ho an&39;ny rindrambaiko fampandrosoana izay manatsara ny fanjifana herinaratra ary mampihena ny fanjifana herinaratra. Ny fitaovana dia tokony hahatonga ny mpamorona hanova mora foana ny voltora sy ny fatran&39;ny chip, mitantana ny sata mifehy ny herin&39;aratra, manampy azy ireo hanombantombana sy hamotika ny fampahalalana momba ny fanjifana herinaratra.

Ny MCU dia mandany ankehitriny amin&39;ny MCU sasany amin&39;ny fampiasana sasany, ny fizotran&39;ny semiconductor ambany dia mampihena ny fivoahan&39;ny transistor amin&39;izao fotoana izao mba hanampiana ireo mpamorona chip hanatsara ny fiasan&39;ny herinaratra ambany. Mampalahelo fa ny fanjifana herinaratra ambany dia hametra ny fahombiazan&39;ny MCU. Ohatra, ny TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU dia mandany 500NA amin&39;ny maody standby, ny famantaran&39;ny famantaranandro ambony indrindra dia 16MHz.

Ny famantaran&39;ny famantaranandro ambony indrindra mandeha amin&39;ny TMS320C5506DSP dia 108MHz, mandany 10 amin&39;ny mode standbyµA current. Izany dia manambara fa mandany avo 20 heny noho ny MSP430.

Avy amin&39;ny fivoaran&39;ny lasa, ny periferika MCU anatiny dia nofehezin&39;ny rindrambaiko, izay azo fehezina amin&39;ny fitazonana ny toeran&39;ny CPU. Fa ny drive interrupt vaovao (Interrupt-Driven) dia periferika ho an&39;ny rindrambaiko ambany kokoa, mamela ny MCU hitazona ny maody standby amin&39;ny fotoana rehetra. Raiso ho ohatra ny fitaovan&39;ny modulus converter (ADC) anatiny, manara-maso ho azy ny fantsona fampidirana, manetsika ny fiovam-po, ary manatanteraka fifindran&39;ny DMA hamahana ny asa sampling data voaray.

Vokany, saika mandeha ho azy ny ADC. Ny CPU dia mampiasa fotoana kely fotsiny amin&39;ny serivisy famatsiana, ary ny MCU dia mamonjy ny fanjifana herinaratra. Ny fitakiana herinaratra fampihenana famantaranandro marobe MCU dia afaka manampy amin&39;ny fampihenana ny fanjifana herinaratra ihany koa.

Ny kisary fizaran-tany amin&39;ny sary 1 dia mampiseho famantaranandro roa miasa amin&39;ny kristaly tokana. Ny MCU matetika dia mampiasa kristaly 32kHz, saingy tsy voatery miteraka famantarana famantaranandro anatiny, famantaranandro rafitra (MCLK), ary famantarana famantarana famantarana faharoa (ACLK). Amin&39;ny ankapobeny, ny kristaly dia miteraka famantarana ACLK ihany.

Ny fitrandrahana herinaratra ambany an&39;ny MCU amin&39;ny fampiasana famantaranandro fanampiny 32kHz izay mitondra ny famantaranandro MCU tena izy, ny oscillator fanaraha-maso nomerika haingam-pandeha (DCO) dia miteraka famantarana famantaranandro rafitra ho an&39;ny CPU sy periferika haingam-pandeha. Ny DCO dia afaka mamorona famantarana famantaranandro amin&39;ny fomba maro, samy manana ny fahaiza-manaony sy ny fanjifana herinaratra. Avy amin&39;ny fanjifana herinaratra ambany ka hatramin&39;ny avo, ireo maodely famantaranandro ireo dia manana oscillator mahery vaika (VLO), kristaly 3kHz mankany DCO.

Mba hampihenana ny fanjifana herinaratra, ny mpamorona dia mampiasa ny famantaranandro ambany indrindra (VLO na 32kHz kristaly) amin&39;ny fomba tsy miasa, ary mahatsapa DCO matetika rehefa mampiasa ny hetsika ho ampiasaina amin&39;ny CPU. DCO dia mety ho latsaky ny 1µNy fotoanan&39;ny S dia miditra amin&39;ny fanjakana mavitrika ary stable tanteraka. Mitsitsy fotoana sy fanjifana herinaratra io fahaiza-manao haingana io.

Mariho fa ny fampiasana famantaranandro misy herinaratra ambany matetika amin&39;ny famahana ny hetsika dia handany fanjifana herinaratra bebe kokoa noho ny fifindrana amin&39;ny famantaranandro haingana kokoa. Amin&39;ny fomba fandaniam-pahefana ambony kokoa, ny lakolosim-potoana ambany matetika dia mandany fotoana bebe kokoa amin&39;ny asa manokana ny CPU. Ho fanampin&39;ny fampiasana fanjifana herinaratra mitsitsy famantaranandro amin&39;ny periferika sasany, ny MSP430MCU dia manome oscillators herinaratra faran&39;izay ambany ihany koa mba hamoronana famantarana ACLK.

Eo ambanin&39;ny maody herin&39;ny standby (LPM3), ny MSP430MCU matetika dia mandany latsaky ny 1 amin&39;ny fiasana ACLK ary ny fanjakana rehetra afaka manapaka.µA current. Noho izany, ny MCU manana hery ambany dia mandany hery kely kokoa noho ny DSP mandritra ny famantaranandro tena izy na ny famandrihana bateria fitantanana.

Ankoatr&39;izay, ny iraka ho an&39;ny MCU dia azon&39;ny DSP afahana ihany koa mba hahatonga azy ho azo tanterahina amin&39;ny asa famahana famantarana. Ny injeniera amin&39;ny fitsitsiana herinaratra dia afaka mahita endrika fitakiana roa mba hahazoana vokatra tsara. Alaivo sary an-tsaina ny rafitra iray izay miankina amin&39;ny DSP avo lenta mba hamahana ny asa fanaraha-maso.

Ity vahaolana ity dia hampiasa bateria AA nickel-hydrogen 2,500mAh tsy ho ela. Raha 10mA ny fanjifana amin&39;izao fotoana izao, ny bateria andiany roa dia ho reraka ao anatin&39;ny 10.5 andro.

Dual Split Ampiasaina mba hampihenana ny ankehitriny ho 1mA, mba hanitatra ny bateria ho 120 andro. Ny MCU ao amin&39;ny rafitra roa-vahaolana dia ny fampihenana ny fanjifana herinaratra, ny rafitra sasany na ny fanaraha-maso mety ho voavaha dia ahitana: Real Time Clock Fikojakojana Power Sort Power Significance sy Reset Keyboard na Human Interface Management Battery Management Display Control DSP Power Maro DSPs Ny plurality ny herinaratra lalamby ny famatsiana herinaratra dia ampiharina amin&39;ny lamina raikitra mba hiantohana ny ara-dalàna ny DSP sy ny periferika. Amin&39;ny ankapobeny, ireo lalana ireo dia miara-miasa amin&39;ny core (CPU) sy ny fitadidiana DDR ary ny fitaovana I / O.

Na dia misy fitaovana voatokana aza dia afaka mampihatra voltora amin&39;ny puce DSP amin&39;ny alàlan&39;ny baiko raikitra, dia tsy afaka manao asa hafa izy. Ny MCUs kely kokoa dia azo alamina sy araha-maso amin&39;ny famatsiana herinaratra, ary manao asa fanaraha-maso herinaratra (sary 2). Amin&39;ity tranga ity, ny lozisialy dia manomboka faritra telo regulator famatsiana herinaratra amin&39;ny filaharana mety.

Ny MCU dia mampiasa ny ADC anatiny mba hitsapana ny voltase mifanaraka amin&39;izany rehefa mandeha ny herinaratra. Rehefa tsy mila puce DSP ny faritra manontolo, ny MCU dia afaka mamehy ny mpandrindra hanakatona ny DSP. Raha ny marina, ny MCU dia afaka mifandray amin&39;ny oscillator fehezin&39;ny tsindry mba hifehezana ny voltora sy ny fatran&39;ny DSP, na ny famantaran&39;ny famantaranandro an&39;ny DSP fanaraha-maso ny fifandraisana PLL.

Noho izany, rehefa vitan&39;ny DSP ny asa mavesa-danja amin&39;ny kajy, ny famantaranandro azo amboarina MCU dia mamadika ny DSP ho maody standby mba hitsitsiana ny fanjifana herinaratra. Fanaraha-maso roa ny MCU fitsapana DSP mba hahatakarana ny toetry ny sahirana. Amin&39;ity fomba ity, ny MCU dia mihazakazaka ho toy ny fanaraha-maso marani-tsaina.

Amin&39;ny lafiny iray, DSP dia afaka mamaky sy manoratra ny MCU. Noho izany dia azo ampiasaina araka ny fampiasana ny DSP, ampahafantaro ny MCU mba hampihenana na hanatsara ny famantaranandro DSP. Amin&39;ny fampiasana ny MCU hamitana asa hafa izay matetika ataon&39;ny DSP amin&39;ny rafitra vahaolana tokana, dia afaka mahazo tombony bebe kokoa ihany koa ny mpamorona.

Ohatra, rehefa mamaha ny fiasan&39;ny klavier, ny MCU dia mandany herinaratra kely kokoa noho ny DSP. Ny MCU ihany no mandefa famantarana manapaka amin&39;ny DSP rehefa avy nitsapa ny fihetsiky ny bokotra na ny famoahana ny bokotra. Ity fomba ity dia manampy amin&39;ny fanjifana be loatra amin&39;izao fotoana izao vokatry ny fikapohana, ity toe-javatra ity dia matetika hita amin&39;ny fitaovana tànana sasany.

Mba hanamaivanana ny enta-mavesatry ny chip DSP, ny MCU dia afaka manome: ny seranan-tsambo SPI, UART, ary I2C ho an&39;ny seranan-tsambo ho an&39;ny fifandraisana onjam-peo amin&39;ny fifandraisana amin&39;ny onjam-peo peripheral interface tsara amin&39;ny batterie I / O seranan-tsambo rehetra voalaza etsy ambony sy teo aloha Ny periferika tsirairay, ny MCU dia afaka manomboka avy hatrany amin&39;ny maodely herinaratra ambany. Noho izany, ny MCU dia tsy manohy ny fitsapan-kevitra momba ny periferika mba hamaritana hoe iza no hotompoina, ary tsy ny fanjifana herinaratra ambony indrindra hanatanterahana ilay asa. Hanomboka ny periferika.

Ny milliwat tsirairay amin&39;ny fanjifana herinaratra ambany dia tena sarobidy. Farany, ny mpamorona dia tsy mifototra amin&39;ny fiheverana feno eo amin&39;ny kajy, ny fandrefesana ary ny fiasa ary ny fampandehanana DSP na MCUs, ary mampiasa Satures iray na roa ampiasaina.