Hur man använder den dubbla installationen med förlängd batteritid

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

Många systemdesigners tror att strömförbrukningen som förbrukas av det enda chippet är mindre än de två chipen. Ursprungligen är det väldigt enkelt: chipkommunikation förbrukar mer ström än ett enda chip, det finns fler transistorer på båda chipen, så det finns fler läckströmmar med enkelchip med samma funktion. Men energiförbrukningstekniken har gett denna typ av traditionella synsätt.

DSP-designers integrerar fler funktioner, såsom acceleratorer, kommunikationsmoduler och kringutrustning till DSP-kretsen, vilket gör chippet mer användbart för ingenjörer. Men detta kraftfullare chip kommer att förbruka mer ström än denna uppgift för att slutföra enkla interna hanterings- eller övervakningsuppgifter. I många fall kan designern inte bara aktivera de funktioner som krävs i DSP-chippet.

I vissa användningar kan mikrokontrollern (MCU) utföra samma systemövervakningsuppgift och förbruka mindre strömförbrukning än DSP. Så det dubbla chippets arkitektur: DSP och MCU är också möjliga. Använd därför en lågeffekts-DSP som huvudlösning, en annan lågeffekt-MCU som en systemmonitor, kan förlänga batteritiden som förbrukas av den enda DSP:n för att slutföra samma uppgift.

För att spara energi bör ingenjörer överväga följande faktorer när de väljer DSP: leta efter chipminne med större kapacitet. DSP förbrukar alltid mer ström vid åtkomst till chipets yttre minne. Externt DRAM lagrar konstant strömförbrukning, vilket förbrukar batteriets elektrisk energi.

Välj en DSP som kan startas och stänga kringutrustning. Vissa DSP:er kan stängas av automatiskt på den inaktiva kringutrustningen på kretsen, som förser en mängd olika kontroll- och strömförbrukningsprovinser. Välj en DSP som möjliggör en mängd olika standby-lägen vid olika effektnivåer.

Multi-strömförsörjning sparar mer energiförbrukning. Välj DSP för utvecklingsprogramvaran som optimerar strömförbrukningen och minskar strömförbrukningen. Verktyget ska få utvecklare att enkelt ändra spänningen och frekvensen på chippet, hantera strömstatus, hjälpa dem att utvärdera och dekomponera information om strömförbrukning.

MCU förbrukar mindre ström i vissa MCU:er i vissa användningsområden, lågeffekthalvledarprocesser reducerar transistorläckström för att hjälpa chipdesigners att optimera lågeffektdrift. Tyvärr kommer låg strömförbrukning att begränsa MCU:s prestanda. Till exempel, en TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU förbrukar 500NA ström i standby-läge, den maximala klockfrekvensen är 16MHz.

Den maximala klockfrekvensen som körs i TMS320C5506DSP är 108MHz, förbrukar 10 i standby-lägeµEn ström. Detta förklarar att den förbrukar 20 gånger högre än MSP430.

Från det förflutnas utveckling har den interna MCU-kringutrustningen styrts av programvaran, som är tillståndsbar för att upprätthålla processorns status. Men den nya avbrottsenheten (avbrottsdriven) är perifer för mindre programvarukostnader, vilket gör att MCU kan hålla standby-läge under det mesta. Ta den interna modulomvandlaren (ADC) som ett exempel, den skannar automatiskt ingångskanalen, utlöser konvertering och kör DMA-överföring för att lösa den mottagna datasamplingsuppgiften.

Som ett resultat är ADC nästan spontant igång. CPU:n använder endast mycket lite tid för sin leveransservice, och MCU:n sparar strömförbrukning. Effektkrav för flera klockreducerande MCU-klocksystemdesign kan också bidra till att minska strömförbrukningen.

Kretsschemat i figur 1 visar två klockor som arbetar med en enda kristall. MCU:n använder vanligtvis en 32 kHz kristall, men genererar inte nödvändigtvis interna klocksignaler, systemklocksignaler (MCLK) och sekundära klocksignaler (ACLK). Vanligtvis genererar kristaller endast ACLK-signaler.

MCU:s lågeffektsextraktion med hjälp av en 32kHz extra klocka som samtidigt driver MCU:s realtidsklocka, höghastighets digital kontrolloscillator (DCO) genererar en systemklocksignal för CPU och höghastighets kringutrustning. DCO kan generera klocksignaler på flera sätt, var och en med olika prestanda och strömförbrukningsegenskaper. Från låg till hög strömförbrukning, dessa klocklägen har ultralågeffektoscillatorer (VLO), 3kHz kristaller till DCO.

För att minska strömförbrukningen använder designern den lägsta klockan (VLO eller 32kHz kristall) i viloläge, och realiserar högfrekvent DCO när man använder aktiviteten som ska användas till CPU. DCO kan vara mindre än 1µTiden för S:s tid går in i det aktiva tillståndet och är helt stabil. Denna omedelbart aktiverade funktion sparar tid och energiförbrukning.

Observera att användning av lågfrekventa lågeffektklockor i aktivitetsupplösningen kommer att förbruka mer ström än att byta till snabbare klockor. I högre strömförbrukande läge, lågfrekventa tidsklockor som CPUn spenderar mer tid på en specifik uppgift. Förutom att använda låghastighetsklockbesparande strömförbrukning på vissa kringutrustning, levererar MSP430MCU också oscillatorer med ultralåg effekt för att generera en ACLK-signal.

Under sitt standby-strömläge (LPM3) förbrukar MSP430MCU vanligtvis mindre än 1 i ACLK-drift och alla avbrottsaktiverade tillståndµEn ström. Därför förbrukar lågeffekt MCU:er mindre ström än DSP under realtidsklockan eller hanteringsbatteriets laddning.

Dessutom kan uppdraget till MCU:n också frigöras av DSP:n för att göra det körbart för signalupplösningsuppgifter. Effektbesparande resultat Ingenjörer kan se design med dubbla krav för att uppnå utmärkta resultat. Föreställ dig ett system som förlitar sig på avancerad DSP för att lösa övervakningsuppgifter.

Denna lösning kommer snart att använda ett 2 500 mAh nickel-väte AA-batteri. Om den enhetliga strömförbrukningen är 10mA, kommer de två seriebatterierna att vara slut inom 10,5 dagar.

Dual Split Används för att minska strömmen till 1mA, så att batteriet förlängs till 120 dagar. MCU:n i systemet med dubbla lösningar är till för att minska strömförbrukningen, vissa system- eller övervakningsfunktioner som kan lösas inkluderar: Underhåll av realtidsklocka Strömsortering Strömbetydelse och återställning Tangentbord eller hantering av mänskligt gränssnitt Batterihantering Displaykontroll DSP-ström Många DSP:er Ett flertal strömskenor i strömförsörjningen appliceras i en fast ordning för att säkerställa normalt arbete i DSP och kringutrustning. Vanligtvis drivs dessa spår samtidigt av kärna (CPU) och DDR-minne och I/O-enheter.

Även om dedikerade enheter kan lägga en spänning på DSP-chippet i fast ordning, kan det inte utföra andra funktioner. Mindre lågeffekt-MCU:er kan sorteras och övervakas med avseende på strömförsörjningsspänning och utföra effektstyrningsuppgifter (Figur 2). I detta fall startar programvaran tre strömförsörjningsregulatorkretsar i lämplig ordning.

MCU:n använder sin interna ADC för att testa lämplig spänning när de respektive strömskenorna. När den totala kretsen inte vill ha ett DSP-chip, kan MCU:n omsluta regulatorn för att stänga DSP. Faktum är att MCU:n kan kommunicera med den tryckstyrda oscillatorn för att styra spänningen och frekvensen för DSP:n, eller klockfrekvensen för PLL-kommunikationsstyrningens DSP.

Därför, när DSP:n slutför den beräkningstäta uppgiften, omvandlar MCU:s justerbara klockan DSP:n till standbyläge för att spara energiförbrukning. Tvåvägsövervakning MCU testar DSP för att förstå dess upptagettillstånd. I detta läge körs MCU:n som en smart styrenhet.

Å andra sidan kan DSP läsa och skriva MCU. Så DSP kan användas enligt användningen, informera MCU för att minska eller förbättra DSP-klockan. Genom att använda MCU för att slutföra andra uppgifter som DSP:er vanligtvis uppnår i ett enda lösningssystem, kan designers också få fler fördelar.

Till exempel, när man löser tangentbordsdrift, förbrukar MCU mindre strömförbrukning än DSP. MCU:n skickar endast en avbrottssignal till DSP:n efter att ha testat knappens verkan eller släppningen av knappen. Detta sätt hjälper den överdrivna strömförbrukningen som orsakas av träffad av träffen, denna situation ofta ute i vissa handhållna utrustningar.

För att ytterligare avlasta DSP-chippet kan MCU:n leverera: drivkretsens standard SPI-, UART- och I2C-portar för radiofrekvenskommunikation perifert gränssnitt batterihanteringskrets universella I/O-portar som nämns ovan och föregående Varje kringutrustning kan MCU automatiskt starta från lågeffektläge. Därför fortsätter MCU inte att efterfråga kringutrustningen för att bestämma vilken som ska betjänas, och inte heller den maximala energiförbrukningen för att utföra uppgiften. Kringutrustning startar.

Varje milliwatt i låg strömförbrukning är mycket värdefull. Slutligen, designers är inte baserade på heltäckande överväganden mellan beräkningar, mätningar och funktioner och kör DSP eller MCU, och använder en eller två Satures som används.