Батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгах замаар давхар тохиргоог хэрхэн ашиглах вэ

2022/04/08

Зохиогч: Iflowpower -Зөөврийн цахилгаан станц нийлүүлэгч

Олон системийн дизайнерууд нэг чипийн зарцуулсан эрчим хүчний хэрэглээ нь хоёр чипээс бага гэж үздэг. Уг нь энэ нь маш энгийн: чиптэй харилцах нь нэг чипээс илүү их эрчим хүч зарцуулдаг, хоёр чип дээр илүү олон транзисторууд байдаг тул ижил функцтэй нэг чиптэй илүү их алдагдалтай гүйдэл байдаг. Гэхдээ эрчим хүчний хэрэглээний технологи нь ийм уламжлалт үзэл бодлыг өгсөн.

DSP-ийн дизайнерууд хурдасгуур, холбооны модуль, сүлжээний нэмэлт төхөөрөмж гэх мэт илүү олон функцуудыг DSP чиптэй нэгтгэж, чипийг инженерүүдэд илүү хэрэгтэй болгодог. Гэхдээ энэ илүү хүчирхэг чип нь дотоод удирдлага эсвэл хяналтын ажлыг гүйцэтгэхэд энэ даалгавараас илүү их эрчим хүч зарцуулна. Ихэнх тохиолдолд дизайнер нь зөвхөн DSP чипэд шаардлагатай функцуудыг идэвхжүүлж чаддаггүй.

Зарим хэрэглээнд микроконтроллер (MCU) нь ижил системийн хяналтын ажлыг гүйцэтгэж, DSP-ээс бага эрчим хүч зарцуулдаг. Тиймээс давхар чипийн архитектур: DSP болон MCU бас боломжтой. Тиймээс бага чадалтай DSP-ийг үндсэн шийдэл болгон, өөр нэг бага чадлын MCU-г системийн монитор болгон ашигласнаар ижил ажлыг гүйцэтгэхийн тулд нэг DSP-ийн зарцуулсан батерейны хугацааг уртасгах боломжтой.

Эрчим хүч хэмнэхийн тулд инженерүүд DSP-ийг сонгохдоо дараах хүчин зүйлсийг анхаарч үзэх хэрэгтэй: илүү их багтаамжтай чип дээрх санах ойг хайх хэрэгтэй. DSP нь чипийн гадна санах ойд хандах үед үргэлж илүү их эрчим хүч зарцуулдаг. Гадаад DRAM нь тогтмол эрчим хүчний хэрэглээг хадгалдаг бөгөөд энэ нь зайны цахилгаан эрчим хүчийг зарцуулдаг.

Дагалдах төхөөрөмжийг эхлүүлж, хааж болох DSP-г сонго. Зарим DSP нь хяналт, эрчим хүчний хэрэглээний төрөл бүрийн мужуудыг хангадаг идэвхгүй чип дээрх нэмэлт төхөөрөмжүүдийг автоматаар унтрааж чаддаг. Өөр өөр чадлын түвшинд төрөл бүрийн зогсолтын төлөвийг идэвхжүүлдэг DSP-г сонго.

Олон төрлийн эрчим хүчний хангамж нь эрчим хүчний хэрэглээг илүү хэмнэдэг. Эрчим хүчний хэрэглээг оновчтой болгож, эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулдаг програм хангамжийг хөгжүүлэхийн тулд DSP-ийг сонго. Энэхүү хэрэгсэл нь хөгжүүлэгчдэд чипийн хүчдэл, давтамжийг хялбархан өөрчлөх, тэжээлийн төлөвийг удирдах, эрчим хүчний хэрэглээний мэдээллийг үнэлэх, задлахад туслах ёстой.

MCU нь зарим хэрэглээнд зарим MCU-д бага гүйдэл зарцуулдаг, бага чадлын хагас дамжуулагч процесс нь транзисторын алдагдлыг багасгаж, чип дизайнеруудад бага чадлын ажиллагааг оновчтой болгоход тусалдаг. Харамсалтай нь бага эрчим хүчний хэрэглээ MCU-ийн гүйцэтгэлийг хязгаарлах болно. Жишээлбэл, TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU нь зогсолтын горимд 500NA гүйдэл зарцуулдаг бөгөөд хамгийн их цагийн давтамж нь 16MHz юм.

TMS320C5506DSP-д ажиллах цагийн хамгийн их давтамж нь 108 МГц бөгөөд зогсолтын горимд 10 давтамжийг ашигладаг.µГүйдэл. Энэ нь MSP430-аас 20 дахин их хэрэглээг зарлаж байна.

Өнгөрсөн үеийн хөгжлөөс эхлэн MCU-ийн дотоод дагалдах төхөөрөмжийг програм хангамжаар удирддаг байсан бөгөөд энэ нь CPU-ийн статусыг хадгалах боломжтой байдаг. Гэхдээ шинэ тасалдлын хөтөч (Тасалдал-драйв) нь програм хангамжийн ачаалал багатай тул MCU-д ихэнх хугацаанд зогсолтын горимд ажиллах боломжийг олгодог. Дотоод модуль хувиргагч (ADC) тоног төхөөрөмжийг жишээ болгон авч үзье, энэ нь оролтын сувгийг автоматаар сканнердаж, хөрвүүлэлтийг идэвхжүүлж, хүлээн авсан өгөгдлийн түүвэрлэлтийн ажлыг шийдвэрлэхийн тулд DMA дамжуулалтыг гүйцэтгэдэг.

Үүний үр дүнд ADC бараг аяндаа ажиллаж байна. CPU нь хангамжийн үйлчилгээнд маш бага цаг зарцуулдаг бөгөөд MCU нь эрчим хүчний хэрэглээг хэмнэдэг. Олон тооны цагийг багасгах эрчим хүчний шаардлага MCU цагны системийн загвар нь цахилгаан зарцуулалтыг бууруулахад тусалдаг.

Зураг 1-ийн хэлхээний диаграмм нь нэг талстаар ажилладаг хоёр цагийг харуулж байна. MCU нь ихэвчлэн 32 кГц болорыг ашигладаг боловч дотоод цагийн дохио, системийн цаг (MCLK), хоёрдогч цаг (ACLK) дохиог үүсгэдэггүй. Ер нь болорууд нь зөвхөн ACLK дохиог үүсгэдэг.

MCU-ийн 32 кГц-ийн нэмэлт цагийг ашиглан бага чадлын олборлолт нь MCU бодит цагийн цаг, өндөр хурдны дижитал хяналтын осциллятор (DCO) нь CPU болон өндөр хурдны нэмэлт төхөөрөмжүүдэд системийн цагийн дохио үүсгэдэг. DCO нь цагийн дохиог хэд хэдэн аргаар үүсгэж болох бөгөөд тус бүр нь өөр өөр гүйцэтгэл, эрчим хүчний хэрэглээний шинж чанартай байдаг. Бага эрчим хүч зарцуулалтаас өндөр хүртэл эдгээр цагийн горимууд нь хэт бага чадлын осциллятор (VLO), 3 кГц талстаас DCO хүртэл байдаг.

Эрчим хүчний хэрэглээг багасгахын тулд дизайнер нь идэвхгүй горимд хамгийн бага цагийг (VLO эсвэл 32 кГц болор) ашигладаг бөгөөд CPU-д ашиглах үйл ажиллагааг ашиглахдаа өндөр давтамжийн DCO-г хэрэгжүүлдэг. DCO 1-ээс бага байж болноµS-ийн цаг нь идэвхтэй төлөвт орж, бүрэн тогтвортой байна. Энэхүү шуурхай идэвхжүүлсэн чадвар нь цаг хугацаа болон эрчим хүчний хэрэглээг хэмнэдэг.

Үйл ажиллагааны нарийвчлалд бага давтамжийн бага чадлын цагийг ашиглах нь илүү хурдан цаг руу шилжихээс илүү их эрчим хүч зарцуулна гэдгийг анхаарна уу. Өндөр эрчим хүч зарцуулдаг горимд бага давтамжийн хугацаа нь CPU тодорхой ажилд илүү их цаг зарцуулдаг. MSP430MCU нь тодорхой захын төхөөрөмжүүдэд бага хурдтай, цаг хэмнэдэг эрчим хүчний хэрэглээг ашиглахаас гадна ACLK дохиог үүсгэхийн тулд хэт бага чадлын осцилляторуудыг нийлүүлдэг.

MSP430MCU нь зогсолтын тэжээлийн горимд (LPM3) ихэвчлэн ACLK ажиллагаа болон бүх тасалдлыг идэвхжүүлсэн төлөвт 1-ээс бага зарцуулдаг.µГүйдэл. Тиймээс бага чадалтай MCU нь бодит цагийн цаг эсвэл удирдлагын зайг цэнэглэх үед DSP-ээс бага эрчим хүч зарцуулдаг.

Түүгээр ч зогсохгүй, MCU-д хийх даалгаврыг DSP-ээс чөлөөлж, шийдвэрлэх даалгавруудыг гүйцэтгэх боломжтой болгож болно. Эрчим хүчний хэрэглээ хэмнэлтийн үр дүнгийн инженерүүд маш сайн үр дүнд хүрэхийн тулд давхар эрэлт хэрэгцээтэй загварыг харж чаддаг. Хяналтын даалгавруудыг шийдвэрлэхийн тулд дээд зэргийн DSP дээр тулгуурладаг системийг төсөөлөөд үз дээ.

Энэхүү шийдэл нь удахгүй 2500 мАч никель устөрөгчийн АА батерейг ашиглах болно. Хэрэв гүйдлийн жигд хэрэглээ 10 мА бол хоёр цуврал батерей 10.5 хоногийн дотор дуусна.

Хос хуваах нь гүйдлийг 1мА хүртэл бууруулж, батерейг 120 хоног хүртэл сунгах боломжтой. Давхар шийдлийн систем дэх MCU нь эрчим хүчний хэрэглээг багасгахад чиглэгддэг бөгөөд шийдвэрлэх боломжтой зарим систем эсвэл хяналтын функцууд нь: Бодит цагийн засвар үйлчилгээ Эрчим хүчний ангиллын эрчим хүчний ач холбогдол, гар эсвэл хүний ​​интерфэйсийн удирдлага Батерейны удирдлагын дэлгэцийн удирдлага DSP хүч Олон DSP-ууд DSP болон дагалдах төхөөрөмжүүдийн хэвийн ажиллагааг хангахын тулд цахилгаан хангамжийн төмөр замыг тогтмол дарааллаар гүйцэтгэдэг. Ерөнхийдөө эдгээр замууд нь үндсэн (CPU) болон DDR санах ой, оролт / гаралтын төхөөрөмжүүдээр нэгэн зэрэг ажилладаг.

Хэдийгээр тусгай зориулалтын төхөөрөмжүүд нь тогтмол дарааллаар DSP чипэнд хүчдэл өгч чаддаг ч бусад функцийг гүйцэтгэж чадахгүй. Бага оврын хүчин чадалтай MCU-уудыг ангилж, тэжээлийн хүчдэлийг хянаж, тэжээлийн хяналтын ажлыг гүйцэтгэх боломжтой (Зураг 2). Энэ тохиолдолд програм хангамж нь цахилгаан тэжээлийн зохицуулагчийн гурван хэлхээг зохих дарааллаар эхлүүлнэ.

MCU нь өөрийн дотоод ADC-г ашиглан холбогдох цахилгааны төмөр замд тохирох хүчдэлийг шалгадаг. Нийт хэлхээ нь DSP чипийг хүсэхгүй байгаа үед MCU нь зохицуулагчийг хааж, DSP-ийг хаах боломжтой. Үнэн хэрэгтээ, MCU нь DSP-ийн хүчдэл ба давтамж, эсвэл PLL холбооны хяналтын DSP-ийн цагийн давтамжийг хянахын тулд даралтын удирдлагатай осциллятортой холбогдож болно.

Тиймээс DSP тооцооллын нягт ажлыг дуусгахад MCU тохируулгатай цаг нь эрчим хүчний хэрэглээг хэмнэхийн тулд DSP-ийг зогсолтын горимд шилжүүлдэг. Хоёр талын хяналтын MCU нь завгүй байдлыг ойлгохын тулд DSP-г шалгадаг. Энэ горимд MCU ухаалаг удирдлагаар ажиллаж байна.

Нөгөө талаас, DSP нь MCU-г уншиж, бичиж чаддаг. Тиймээс DSP-ийг ашиглалтын дагуу ашиглаж болно, DSP цагийг багасгах эсвэл сайжруулахын тулд MCU-д мэдэгдээрэй. DSP-ийн ихэвчлэн нэг шийдлийн системд хийдэг бусад ажлуудыг гүйцэтгэхийн тулд MCU-г ашигласнаар дизайнерууд илүү их ашиг тусыг авч чадна.

Жишээлбэл, гарны ажиллагааг шийдвэрлэх үед MCU нь DSP-ээс бага эрчим хүч зарцуулдаг. MCU нь товчлуурын үйлдэл эсвэл товчлуурыг сулласны дараа л DSP-д тасалдлын дохиог илгээдэг. Энэ нь цохилтонд өртсөний улмаас үүссэн хэт их гүйдлийн хэрэглээнд тусалдаг бөгөөд энэ нь зарим гар төхөөрөмжид ихэвчлэн тохиолддог.

DSP чипийн ачааллыг цаашид хөнгөвчлөхийн тулд MCU нь дараахь зүйлийг нийлүүлж болно: жолоодлогын хэлхээний стандарт SPI, UART, болон I2C портуудыг радио давтамжийн холбооны захын интерфейс батерейны удирдлагын хэлхээний бүх нийтийн оролт гаралтын портууд дээр дурдсан болон өмнөх захын нэгж бүр дээр дурдсан. , MCU нь бага чадлын горимоос автоматаар эхлэх боломжтой. Тиймээс, MCU нь алинд нь үйлчлэхийг тодорхойлохын тулд захын төхөөрөмжүүдийн дунд санал асуулга явуулаагүй бөгөөд даалгаврыг гүйцэтгэхэд хамгийн их эрчим хүчний зарцуулалт хийдэггүй. Захын төхөөрөмжүүд эхэлнэ.

Цахилгаан бага зарцуулдаг милливат бүр нь маш үнэ цэнэтэй юм. Эцэст нь, дизайнерууд тооцоолол, хэмжилт, функцууд болон DSP эсвэл MCU ажиллуулах хоорондын иж бүрэн тооцоонд үндэслэдэггүй бөгөөд нэг эсвэл хоёр Sature-г ашиглаж байна.

ХОЛБОО БАРИХ УТАС
Бид таны шаардлагыг л хэлээрэй, бид таны төсөөлж байснаас илүү их зүйлийг хийж чадна.
Таны лавлагаа илгээнэ үү
Chat with Us

Таны лавлагаа илгээнэ үү

Өөр хэл сонгоно уу
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
Одоогийн хэл:Монгол