Cara menggunakan persediaan dwi menggunakan hayat bateri yang dilanjutkan

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

Ramai pereka sistem percaya bahawa penggunaan kuasa yang digunakan oleh cip tunggal adalah kurang daripada dua cip. Pada asalnya, ia sangat mudah: komunikasi cip menggunakan lebih banyak penggunaan kuasa daripada cip tunggal, terdapat lebih banyak transistor pada kedua-dua cip, jadi terdapat lebih banyak arus bocor dengan cip tunggal dengan fungsi yang sama. Tetapi teknologi penggunaan kuasa telah memberikan sudut pandangan tradisional seperti ini.

Pereka DSP menyepadukan lebih banyak ciri, seperti pemecut, modul komunikasi dan peranti rangkaian pada cip DSP, menjadikan cip lebih berguna kepada jurutera. Tetapi cip yang lebih berkuasa ini akan menggunakan lebih banyak penggunaan kuasa daripada tugas ini dalam menyelesaikan tugas pengurusan atau pemantauan dalaman yang mudah. Dalam kebanyakan kes, pereka bentuk tidak boleh hanya mendayakan ciri yang diperlukan dalam cip DSP.

Dalam sesetengah kegunaan, mikropengawal (MCU) boleh melaksanakan tugas pemantauan sistem yang sama, dan menggunakan penggunaan kuasa yang lebih sedikit daripada DSP. Jadi, seni bina cip berganda: DSP dan MCU juga mungkin. Oleh itu, gunakan DSP berkuasa rendah sebagai penyelesaian utama, satu lagi MCU kuasa rendah sebagai monitor sistem, boleh memanjangkan hayat bateri yang digunakan oleh DSP tunggal untuk menyelesaikan tugas yang sama.

Untuk membantu menjimatkan kuasa, jurutera harus mempertimbangkan faktor berikut apabila memilih DSP: cari memori pada cip yang lebih besar. DSP sentiasa menggunakan lebih banyak penggunaan kuasa apabila mengakses memori luaran cip. DRAM luaran menyimpan penggunaan kuasa berterusan, yang menggunakan tenaga elektrik bateri.

Pilih DSP yang boleh dimulakan dan ditutup peranti. Sesetengah DSP boleh mematikan secara automatik pada peranti pada cip yang tidak aktif, yang membekalkan pelbagai wilayah kawalan dan penggunaan kuasa. Pilih DSP yang membolehkan pelbagai keadaan siap sedia pada tahap kuasa yang berbeza.

Bekalan berbilang kuasa menjimatkan lebih banyak penggunaan tenaga. Pilih DSP untuk perisian pembangunan yang mengoptimumkan penggunaan kuasa dan mengurangkan penggunaan kuasa. Alat ini harus membuat pembangun dengan mudah menukar voltan dan kekerapan cip, mengurus status kuasa, membantu mereka menilai dan mengurai maklumat penggunaan kuasa.

MCU menggunakan kurang arus dalam sesetengah MCU dalam beberapa kegunaan, proses semikonduktor berkuasa rendah mengurangkan arus bocor transistor untuk membantu pereka cip mengoptimumkan operasi kuasa rendah. Malangnya, penggunaan kuasa yang rendah akan mengehadkan prestasi MCU. Sebagai contoh, TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU menggunakan arus 500NA dalam mod siap sedia, kekerapan jam maksimum ialah 16MHz.

Kekerapan jam maksimum berjalan dalam TMS320C5506DSP ialah 108MHz, menggunakan 10 dalam mod siap sediaµArus. Ini mengisytiharkan bahawa ia menggunakan 20 kali lebih tinggi daripada MSP430.

Dari perkembangan masa lalu, peranti dalaman MCU telah dikawal oleh perisian, yang boleh dinyatakan untuk mengekalkan status CPU. Tetapi pemacu gangguan baharu (Dipacu Interrupt) adalah persisian untuk overhed perisian yang kurang, membolehkan MCU mengekalkan mod siap sedia dalam kebanyakan masa. Ambil perkakasan penukar modulus dalaman (ADC) sebagai contoh, ia mengimbas saluran input secara automatik, mencetuskan penukaran, dan melaksanakan penghantaran DMA untuk menyelesaikan tugas pensampelan data yang diterima.

Akibatnya, ADC hampir berjalan secara spontan. CPU hanya menggunakan sedikit masa untuk perkhidmatan bekalannya, dan MCU menjimatkan penggunaan kuasa. Keperluan kuasa pengurangan jam berbilang Reka bentuk sistem jam MCU juga boleh membantu mengurangkan penggunaan kuasa.

Gambar rajah litar dalam Rajah 1 menunjukkan dua jam beroperasi oleh hablur tunggal. MCU biasanya menggunakan kristal 32kHz, tetapi tidak semestinya menjana isyarat jam dalaman, jam sistem (MCLK) dan isyarat jam sekunder (ACLK). Biasanya, kristal hanya menghasilkan isyarat ACLK.

Pengekstrakan kuasa rendah MCU menggunakan jam tambahan 32kHz yang pada masa yang sama memacu jam masa nyata MCU, pengayun kawalan digital berkelajuan tinggi (DCO) menjana isyarat jam sistem untuk CPU dan persisian berkelajuan tinggi. DCO boleh menjana isyarat jam dalam beberapa cara, setiap satu dengan ciri prestasi dan penggunaan kuasa yang berbeza. Daripada penggunaan kuasa rendah hingga tinggi, mod jam ini mempunyai pengayun kuasa ultra rendah (VLO), kristal 3kHz kepada DCO.

Untuk mengurangkan penggunaan kuasa, pereka bentuk menggunakan jam terendah (VLO atau kristal 32kHz) dalam mod melahu, dan merealisasikan DCO frekuensi tinggi apabila menggunakan aktiviti yang akan digunakan untuk CPU. DCO boleh kurang daripada 1µMasa masa S memasuki keadaan aktif dan stabil sepenuhnya. Keupayaan yang didayakan segera ini menjimatkan masa dan penggunaan kuasa.

Ambil perhatian bahawa menggunakan jam kuasa rendah frekuensi rendah dalam resolusi aktiviti akan menggunakan lebih banyak penggunaan kuasa daripada beralih kepada jam yang lebih pantas. Dalam mod menggunakan kuasa yang lebih tinggi, loceng masa frekuensi rendah CPU menghabiskan lebih banyak masa untuk tugas tertentu. Selain menggunakan penggunaan kuasa penjimatan jam berkelajuan rendah pada peranti tertentu, MSP430MCU juga membekalkan pengayun kuasa ultra rendah untuk menjana isyarat ACLK.

Di bawah mod kuasa siap sedia (LPM3), MSP430MCU biasanya menggunakan kurang daripada 1 dalam operasi ACLK dan semua keadaan didayakan gangguanµArus. Oleh itu, MCU berkuasa rendah menggunakan kuasa kurang daripada DSP semasa pengecasan bateri masa nyata atau pengurusan.

Selain itu, misi ke MCU juga boleh dibebaskan oleh DSP untuk menjadikannya boleh dilaksanakan kepada tugas resolusi isyarat. Hasil penjimatan penggunaan kuasa jurutera boleh melihat reka bentuk dwi-permintaan untuk mencapai hasil yang cemerlang. Bayangkan sistem yang bergantung pada DSP mewah untuk menyelesaikan tugas pemantauan.

Penyelesaian ini tidak lama lagi akan menggunakan bateri AA nikel-hidrogen 2,500mAh. Jika penggunaan arus seragam ialah 10mA, dua siri bateri akan habis dalam masa 10.5 hari.

Dual Split Gunakan untuk mengurangkan arus kepada 1mA, supaya bateri dilanjutkan kepada 120 hari. MCU dalam sistem dwi-penyelesaian adalah untuk mengurangkan penggunaan kuasa, beberapa sistem atau fungsi pemantauan yang boleh diselesaikan termasuk: Penyelenggaraan Jam Masa Nyata Kuasa Isih Kuasa Kepentingan dan Set Semula Papan Kekunci atau Pengurusan Antara Muka Manusia Kawalan Paparan Pengurusan Bateri Kuasa DSP Banyak DSP Sebilangan besar rel kuasa bekalan kuasa digunakan dalam susunan tetap untuk memastikan berfungsi normal dalam DSP dan peranti. Biasanya, trek ini dikuasakan secara serentak oleh teras (CPU) dan memori DDR dan peranti I/O.

Walaupun peranti khusus boleh menggunakan voltan pada cip DSP mengikut susunan tetap, ia tidak boleh melaksanakan fungsi lain. MCU berkuasa rendah yang lebih kecil boleh diisih dan dipantau untuk voltan bekalan kuasa, dan melaksanakan tugas kawalan kuasa (Rajah 2). Dalam kes ini, perisian memulakan tiga litar pengatur bekalan kuasa dalam susunan yang sesuai.

MCU menggunakan ADC dalamannya untuk menguji voltan yang sesuai apabila rel kuasa masing-masing. Apabila jumlah litar tidak mahu cip DSP, MCU boleh melampirkan pengawal selia untuk menutup DSP. Malah, MCU boleh berkomunikasi dengan pengayun terkawal tekanan untuk mengawal voltan dan kekerapan DSP, atau kekerapan jam DSP kawalan komunikasi PLL.

Oleh itu, apabila DSP menyelesaikan tugas padat pengiraan, jam boleh laras MCU menukar DSP kepada mod siap sedia untuk menjimatkan penggunaan kuasa. Pemantauan dua hala ujian MCU DSP untuk memahami keadaan sibuknya. Dalam mod ini, MCU berjalan sebagai pengawal pintar.

Sebaliknya, DSP boleh membaca dan menulis MCU. Jadi DSP boleh digunakan mengikut penggunaan, maklumkan kepada MCU untuk mengurangkan atau menambah baik jam DSP. Menggunakan MCU untuk menyelesaikan tugas lain yang biasanya dicapai oleh DSP dalam satu sistem penyelesaian tunggal, pereka bentuk juga boleh mendapat lebih banyak faedah.

Sebagai contoh, apabila menyelesaikan operasi papan kekunci, MCU menggunakan penggunaan kuasa yang kurang daripada DSP. MCU hanya menghantar isyarat gangguan kepada DSP selepas menguji tindakan butang atau pelepasan butang. Cara ini membantu penggunaan arus yang berlebihan yang disebabkan oleh hentaman, keadaan ini sering berlaku dalam beberapa peralatan pegang tangan.

Untuk meringankan lagi beban cip DSP, MCU boleh membekalkan: port standard litar pemanduan SPI, UART, dan I2C untuk komunikasi frekuensi radio antara muka persisian litar pengurusan bateri litar I / O universal yang disebutkan di atas dan sebelumnya Setiap peranti, MCU boleh bermula secara automatik dari mod kuasa rendah. Oleh itu, MCU tidak terus meninjau peranti untuk menentukan yang mana satu untuk berkhidmat, begitu juga penggunaan kuasa maksimum untuk menjalankan tugas. Peranti akan bermula.

Setiap miliwat dalam penggunaan kuasa yang rendah adalah sangat berharga. Akhir sekali, pereka bentuk tidak berdasarkan pertimbangan menyeluruh antara pengiraan, pengukuran dan fungsi serta menjalankan DSP atau MCU, dan menggunakan satu atau dua Satures yang sedang digunakan.