د دوه ګوني پروسسر اپلیکیشن له لارې د لیتیم بیټرۍ ژوند څنګه وغځوو

著者：Iflowpower – Mofani oa Seteishene sa Motlakase se nkehang

د بیټرۍ د ژوند د اوږدولو اړتیا ته په پام سره، ډیری سیسټم ډیزاینران پدې باور دي چې د یو واحد چپ لخوا مصرف شوي بریښنا مصرف د دوو چپسونو څخه کم دی. دلیل یې ساده ښکاري: د چپ مخابرات د یو واحد چپ په پرتله ډیر بریښنا مصرفوي، په دواړو چپسونو کې ډیر ټرانزیسټرونه شتون لري، نو د ورته فعالیت سره د واحد چپ سره ډیر لیکج جریان شتون لري. خو د برېښنا مصرف ټکنالوژۍ دې ډول دودیز نظر ورکړی دی.

د DSP ډیزاینران ډیرې ځانګړتیاوې، لکه سرعت کونکي، د اړیکو ماډلونه، او د شبکې پیری فیرلز د DSP چپ سره مدغم کوي، چې چپ د انجینرانو لپاره ډیر ګټور کوي. خو دا ډېر پیاوړی چپ به د دې کار په پرتله د ساده داخلي مدیریت یا څارنې دندو بشپړولو کې ډیر بریښنا مصرف کړي. په ډیری مواردو کې، ډیزاینر نشي کولی یوازې هغه ځانګړتیاوې فعالې کړي چې په DSP چپ کې اړین دي.

په ځینو غوښتنلیکونو کې، مایکرو کنټرولر (MCU) د سیسټم څارنې ورته دنده ترسره کوي، کوم چې د DSP په پرتله ډیر بریښنا مصرفوي. نو، د دوه ګوني چپ جوړښت: DSP او MCU هم ممکن دي. له همدې امله، د اصلي پروسیسر په توګه د ټیټ بریښنا DSP وکاروئ، د سیسټم مانیټر په توګه بل ټیټ بریښنا MCU، کولی شي د ورته کار بشپړولو لپاره د واحد DSP لخوا مصرف شوي بیټرۍ ژوند وغځوي.

د بریښنا خوندي کولو کې د مرستې لپاره، انجنیران باید د DSP غوره کولو پر مهال لاندې فکتورونه په پام کې ونیسي: د چپ حافظې په اړه د لوی ظرفیت په لټه کې شئ. د چپ بهرنۍ حافظې ته د لاسرسي پر مهال DSP تل د بریښنا ډیر مصرف کوي. بهرنۍ DRAM د بریښنا دوامداره مصرف ذخیره کوي، کوم چې د بیټرۍ بریښنا انرژي مصرفوي.

داسې DSP غوره کړئ چې پردیي وسایل پیل او بند کړي. ځینې ​​DSPs کولی شي په اتوماتيک ډول په غیر فعال آن-چپ پیریفیریلز کې بریښنا بنده کړي، کوم چې د کنټرول او بریښنا مصرف مختلف والیتونو ته عرضه کوي. یو DSP غوره کړئ چې د بریښنا په مختلفو کچو کې مختلف سټینډ بای حالتونه فعال کړي.

څو اړخیزه بریښنا رسولو د انرژۍ ډیر مصرف خوندي کوي. د پراختیا سافټویر لپاره DSP غوره کړئ چې د بریښنا مصرف غوره کوي او د بریښنا مصرف کموي. وسایل باید پراختیا کونکي په اسانۍ سره د چپ ولټاژ او فریکونسۍ بدل کړي، د بریښنا حالت اداره کړي، د بریښنا معلوماتو ارزونه او تحلیل کې مرسته وکړي.

MCU په ځینو غوښتنلیکونو کې لږ جریان مصرفوي په MCU کې په ځینو غوښتنلیکونو کې، د ټیټ بریښنا سیمیکمډکټر پروسه د ټرانزیسټر لیکج جریان کموي ترڅو د چپ ډیزاینرانو سره مرسته وکړي چې د ټیټ بریښنا عملیات غوره کړي. له بده مرغه، د برېښنا کم مصرف به د MCU فعالیت محدود کړي. د مثال په توګه، یو TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU په سټینډ بای حالت کې 500NA جریان مصرفوي، د ساعت اعظمي فریکونسي 16MHz ده.

په TMS320C5506DSP کې د ساعت اعظمي فریکونسي 108MHz ده، په سټینډ بای حالت کې 10 مصرفويµیو جریان. دا په ګوته کوي چې دا د MSP430 په پرتله 20 ځله ډیر مصرفوي.

د پخوانۍ پراختیا پروسې څخه، د MCU داخلي پردی د سافټویر لخوا کنټرول شوی، کوم چې دا په ګوته کوي چې CPU فعال حالت ساتي. خو نوی انټرپټ ډرایو (انټرپټ ډرایو) د سافټویر د لږ سر لپاره پردی دی، چې MCU ته اجازه ورکوي چې په ډیری وخت کې سټینډ بای حالت وساتي. د مثال په توګه د داخلي ماډولس کنورټر (ADC) هارډویر واخلئ، دا په اتوماتيک ډول د ان پټ چینل سکین کوي، بدلون پیل کوي، او د ترلاسه شوي معلوماتو نمونې کولو دنده پروسس کولو لپاره د DMA لیږد اجرا کوي.

په پایله کې، ADC تقریبا په خپلسري ډول روان دی. CPU یوازې د خپل اکمالاتي خدماتو لپاره ډیر لږ وخت کاروي، او MCU د بریښنا مصرف خوندي کوي. د څو ساعتونو کمولو بریښنا اړتیاوې د MCU ساعت سیسټم ډیزاین هم کولی شي د بریښنا مصرف کمولو کې مرسته وکړي.

په شکل ۱ کې د سرکټ ډیاګرام دوه ساعتونه ښیي چې د یو واحد کرسټال په واسطه کار کوي. MCU معمولا د 32kHz کرسټال کاروي، مګر دا اړینه نه ده چې د داخلي ساعت سیګنالونه، د سیسټم ساعت (MCLK)، او ثانوي ساعت (ACLK) سیګنالونه تولید کړي. معمولا، کرسټالونه یوازې د ACLK سیګنالونه تولیدوي.

د MCU د ټیټ بریښنا استخراج د 32kHz مرستندویه ساعت په کارولو سره چې په ورته وخت کې د MCU ریښتیني وخت ساعت چلوي، د لوړ سرعت ډیجیټل کنټرول اوسیلیټر (DCO) د CPU او لوړ سرعت پریفیرالونو لپاره د سیسټم ساعت سیګنال تولیدوي. DCO کولی شي د ساعت سیګنالونه په څو لارو تولید کړي، هر یو یې د مختلف فعالیت او بریښنا مصرف ځانګړتیاوې لري. د ټیټ بریښنا مصرف څخه تر لوړ پورې، دا ساعت موډونه د الټرا ټیټ بریښنا اوسیلیټرونه (VLO)، 3kHz کرسټالونه لري تر DCO پورې.

د بریښنا مصرف کمولو لپاره، ډیزاینر په غیر فعال حالت کې ترټولو ټیټ ساعت (VLO یا 32kHz کرسټال) کاروي، او کله چې فعالیت په CPU کې پلي کیږي د لوړ فریکونسۍ DCO احساس کوي. DCO کیدای شي د دې څخه کم وي 1µد S د وخت وخت فعال حالت ته ننوځي او په بشپړ ډول مستحکم وي. دا فوري فعال شوی وړتیا وخت او د بریښنا مصرف خوندي کوي.

په یاد ولرئ چې د ټیټ بریښنا ساعت چې د ټیټ فریکونسۍ کاروي د فعالیت پروسس کولو پرمهال د ګړندي ساعت په پرتله ډیر بریښنا مصرفوي. په لوړ بریښنا مصرفونکي حالت کې، د ټیټ فریکونسۍ وخت زنګ وهي چې CPU په یو ځانګړي کار کې ډیر وخت تیروي. په ځینو پردیو وسیلو کې د ټیټ سرعت ساعت سپمولو بریښنا مصرف کارولو سربیره، MSP430MCU د ACLK سیګنال تولیدولو لپاره د خورا ټیټ بریښنا اوسیلیټرونه هم چمتو کوي.

د خپل سټینډ بای پاور موډ (LPM3) لاندې، MSP430MCU معمولا په ACLK عملیاتو کې له 1 څخه کم مصرفوي او ټول مداخله فعال حالتونهµیو جریان. له همدې امله، د ټیټ بریښنا MCUs د ریښتیني وخت ساعت یا د بیټرۍ چارج کولو مدیریت پرمهال د DSP په پرتله لږ بریښنا مصرفوي.

سربیره پردې، دنده MCU ته ورکول کیږي یا DSP خوشې کیدی شي، ترڅو دا د خپل ښه والي سره سم د سیګنال پروسس کولو دنده ترسره کړي. د بریښنا مصرف سپمولو پایلې انجنیران کولی شي د دوه ګوني پروسیسر ډیزاین وګوري ترڅو غوره پایلې ترلاسه کړي. د یو داسې سیسټم تصور وکړئ چې د څارنې دندو اداره کولو لپاره په لوړ پوړ DSP تکیه کوي.

پروسسر به په چټکۍ سره د بلې ۲۵۰۰mAh نکل-هایډروجن AA بیټرۍ څخه کار واخلي. که چیرې د بریښنا اوسط مصرف 10mA وي، نو د دواړو لړۍ بیټرۍ به په 10.5 ورځو کې ختمې شي.

د دوه ګوني پروسسر غوښتنلیکونه د بیټرۍ جریان 1mA ته راټیټوي ترڅو د بیټرۍ موده تر 120 ورځو پورې وغځوي. د دوه ګوني پروسسر سیسټم کې MCU د بریښنا مصرف کموي، ځینې سیسټم یا څارنې دندې چې پروسس کیدی شي عبارت دي له: د ریښتیني وخت ساعت ساتنه، د بریښنا ترتیب کول، د بریښنا څارنه او بیا تنظیم کول، کیبورډ یا د انسان ماشین انٹرفیس مدیریت، د بیټرۍ مدیریت، د ښودلو کنټرول مدیریت، د DSP بریښنا ډیری DSP باید د بریښنا رسولو ډیری بریښنا ریلونه په یو ثابت ترتیب کې پلي کړي ترڅو د DSP او پردیو نورمال کار ډاډمن کړي. معمولا، دا ټریکونه په ورته وخت کې د کور (CPU) او DDR حافظې او I/O وسیلو لخوا پرمخ وړل کیږي.

که څه هم وقف شوي وسایل کولی شي د ثابت ترتیب سره د DSP چپ ته ولټاژ پلي کړي، دا نور دندې نشي ترسره کولی. کوچني ټیټ بریښنا لرونکي MCUs د بریښنا رسولو ولټاژ لپاره ترتیب او څارنه کیدی شي، او د بریښنا کنټرول دندې ترسره کوي (شکل 2). په دې حالت کې، سافټویر په مناسب ترتیب کې د بریښنا رسولو درې تنظیم کونکي سرکټونه پیل کوي.

MCU خپل داخلي ADC کاروي ترڅو مناسب ولټاژ کشف کړي کله چې اړوند بریښنا ریلونه کارول کیږي. کله چې ټول سرکټ د DSP چپ نه غواړي، MCU کولی شي د DSP بندولو لپاره تنظیم کوونکی بند کړي. په حقیقت کې، MCU کولی شي د فشار کنټرول شوي اوسیلیټر سره مستقیم اړیکه ونیسي ترڅو د DSP ولټاژ او فریکونسي کنټرول کړي، یا د PLL مخابراتي کنټرول DSP د ساعت فریکونسي کنټرول کړي.

له همدې امله، کله چې DSP د محاسبې کثافت دنده بشپړه کړي، د MCU تنظیم وړ ساعت DSP د بریښنا مصرف خوندي کولو لپاره سټینډ بای حالت ته بدلوي. دوه اړخیزه څارنه MCU ته اجازه ورکوي چې DSP کشف کړي ترڅو د هغې بوخت حالت پوه شي. په دې حالت کې، MCU د سمارټ کنټرولر په توګه کار کوي.

له بلې خوا، DSP کولی شي MCU ولولي او ولیکي. نو DSP کولی شي MCU ته خبر ورکړي چې د غوښتنلیک سره سم د DSP ساعت کم یا ښه کړي. د MCU په کارولو سره د DSP بشپړولو لپاره معمولا په یو واحد پروسیسر سیسټم کې پلي شوي نورې دندې ترلاسه کیږي، ډیزاینران کولی شي ډیرې ګټې هم ترلاسه کړي.

د مثال په توګه، کله چې د کیبورډ عملیات پروسس کیږي، MCU د DSP په پرتله لږ بریښنا مصرفوي. MCU یوازې د تڼۍ د فعالیت یا د تڼۍ د خوشې کیدو کشف کولو وروسته DSP ته د مداخلې سیګنال لیږي. دا طریقه د ټکر له امله د ډیر جریان مصرف مخنیوي کې مرسته کوي، کوم چې ډیری وختونه په ځینو لاسي وسیلو کې ښکاري.

د DSP چپ د بار د کمولو لپاره، MCU کولی شي دا چمتو کړي: د پورته او مخکې ذکر شوي لپاره د راډیو فریکونسي مخابراتو پردیو لپاره د ډرایو سرکټ معیاري SPI، UART او I2C پورټونه کارول کیږي. هر پردی، MCU کولی شي په اتوماتيک ډول د ټیټ بریښنا حالت څخه پیل شي. له همدې امله، MCU به د پردیو نظرپوښتنې ته دوام ورنکړي ترڅو معلومه کړي چې کوم خدمت، د دې کار ترسره کولو لپاره اعظمي بریښنا مصرف نه کوي.

پردیي برخې به پیل شي. هر ملی واټ چې په ټیټه بریښنا مصرف کې دی خورا ارزښتناک دی. په پای کې، ډیزاینر باید د DSP یا MCU ترمنځ د کمپیوټري، اندازه کولو، او فعال ملاحظاتو پراساس په غوښتنلیک کې د یو یا دوه پروسیسرونو کارول وټاکي.