நீட்டிக்கப்பட்ட பேட்டரி ஆயுளைப் பயன்படுத்தி இரட்டை அமைப்பை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

பல அமைப்பு வடிவமைப்பாளர்கள், ஒற்றை சிப்பால் நுகரப்படும் மின் நுகர்வு இரண்டு சிப்களை விடக் குறைவு என்று நம்புகிறார்கள். முதலில், இது மிகவும் எளிமையானது: சிப் தொடர்பு ஒரு சிப்பை விட அதிக மின் நுகர்வை பயன்படுத்துகிறது, இரண்டு சிப்களிலும் அதிக டிரான்சிஸ்டர்கள் உள்ளன, எனவே ஒரே செயல்பாட்டைக் கொண்ட ஒற்றை-சிப்பில் அதிக கசிவு மின்னோட்டங்கள் உள்ளன. ஆனால் மின் நுகர்வு தொழில்நுட்பம் இந்த வகையான பாரம்பரியக் கண்ணோட்டத்தை வழங்கியுள்ளது.

DSP வடிவமைப்பாளர்கள் DSP சிப்பில் முடுக்கிகள், தகவல் தொடர்பு தொகுதிகள் மற்றும் நெட்வொர்க் புறச்சாதனங்கள் போன்ற கூடுதல் அம்சங்களை ஒருங்கிணைத்து, பொறியாளர்களுக்கு சிப்பை மிகவும் பயனுள்ளதாக மாற்றுகிறார்கள். ஆனால் இந்த சக்திவாய்ந்த சிப், எளிமையான வீட்டு மேலாண்மை அல்லது கண்காணிப்பு பணிகளை முடிப்பதில் இந்தப் பணியை விட அதிக மின் நுகர்வைச் செலவழிக்கும். பல சந்தர்ப்பங்களில், வடிவமைப்பாளரால் DSP சிப்பில் தேவையான அம்சங்களை மட்டும் இயக்க முடியாது.

சில பயன்பாடுகளில், மைக்ரோகண்ட்ரோலர் (MCU) அதே கணினி கண்காணிப்பு பணியைச் செய்ய முடியும், மேலும் DSP ஐ விட குறைவான மின் நுகர்வை நுகரும். எனவே, இரட்டை சிப்பின் கட்டமைப்பு: DSP மற்றும் MCU ஆகியவையும் சாத்தியமாகும். எனவே, குறைந்த சக்தி கொண்ட DSP-யை முக்கிய தீர்வாகப் பயன்படுத்தவும், மற்றொரு குறைந்த சக்தி கொண்ட MCU-வை சிஸ்டம் மானிட்டராகப் பயன்படுத்தவும், அதே பணியை முடிக்க ஒற்றை DSP உட்கொள்ளும் பேட்டரி ஆயுளை நீட்டிக்க முடியும்.

மின்சாரத்தைச் சேமிக்க உதவ, பொறியாளர்கள் DSP-யைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது பின்வரும் காரணிகளைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்: அதிக திறன் கொண்ட ஆன்-சிப் நினைவகத்தைத் தேடுங்கள். சிப் வெளிப்புற நினைவகத்தை அணுகும்போது DSP எப்போதும் அதிக மின் நுகர்வை பயன்படுத்துகிறது. வெளிப்புற DRAM நிலையான மின் நுகர்வைச் சேமிக்கிறது, இது பேட்டரி மின் சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறது.

புறச்சாதனங்களைத் தொடங்கி மூடக்கூடிய DSP-யைத் தேர்ந்தெடுக்கவும். சில DSPகள், பல்வேறு கட்டுப்பாடு மற்றும் மின் நுகர்வு மாகாணங்களை வழங்கும் செயலற்ற ஆன்-சிப் புறச்சாதனங்களில் தானாகவே சக்தியை அணைக்க முடியும். வெவ்வேறு சக்தி நிலைகளில் பல்வேறு காத்திருப்பு நிலைகளை இயக்கும் ஒரு DSPயைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்.

பல மின் விநியோகம் அதிக ஆற்றல் நுகர்வைச் சேமிக்கிறது. மின் நுகர்வை மேம்படுத்தி மின் நுகர்வைக் குறைக்கும் மேம்பாட்டு மென்பொருளுக்கு DSP-ஐத் தேர்வுசெய்யவும். இந்தக் கருவி, டெவலப்பர்கள் சிப்பின் மின்னழுத்தம் மற்றும் அதிர்வெண்ணை எளிதாக மாற்றவும், மின் நிலையை நிர்வகிக்கவும், மின் நுகர்வு தகவல்களை மதிப்பீடு செய்து சிதைக்க உதவ வேண்டும்.

சில பயன்பாடுகளில் சில MCU-களில் MCU குறைவான மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, குறைந்த-சக்தி குறைக்கடத்தி செயல்முறை டிரான்சிஸ்டர் கசிவு மின்னோட்டத்தைக் குறைத்து சிப் வடிவமைப்பாளர்கள் குறைந்த சக்தி செயல்பாட்டை மேம்படுத்த உதவுகிறது. துரதிர்ஷ்டவசமாக, குறைந்த மின் நுகர்வு MCU செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்தும். உதாரணமாக, ஒரு TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU காத்திருப்பு பயன்முறையில் 500NA மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, அதிகபட்ச கடிகார அதிர்வெண் 16MHz ஆகும்.

TMS320C5506DSP இல் இயங்கும் அதிகபட்ச கடிகார அதிர்வெண் 108MHz ஆகும், காத்திருப்பு பயன்முறையில் 10 MHz ஐப் பயன்படுத்துகிறது.µஒரு மின்னோட்டம். இது MSP430 ஐ விட 20 மடங்கு அதிகமாகப் பயன்படுத்துவதாக அறிவிக்கிறது.

கடந்த கால வளர்ச்சியிலிருந்து, உள் MCU புறச் சாதனம் மென்பொருளால் கட்டுப்படுத்தப்பட்டு வருகிறது, இது CPU இன் நிலையைப் பராமரிக்க நிலைப்படுத்தக்கூடியது. ஆனால் புதிய இன்டரப்ட் டிரைவ் (இன்டரப்ட்-டிரைவன்) குறைவான மென்பொருள் ஓவர்ஹெட்டுக்கு புறம்பானது, மேலும் MCU பெரும்பாலான நேரங்களில் காத்திருப்பு பயன்முறையை வைத்திருக்க அனுமதிக்கிறது. உள் மாடுலஸ் மாற்றி (ADC) வன்பொருளை உதாரணமாக எடுத்துக் கொள்ளுங்கள், அது தானாகவே உள்ளீட்டு சேனலை ஸ்கேன் செய்கிறது, மாற்றத்தைத் தூண்டுகிறது மற்றும் பெறப்பட்ட தரவு மாதிரி பணியைத் தீர்க்க DMA பரிமாற்றத்தை செயல்படுத்துகிறது.

இதன் விளைவாக, ADC கிட்டத்தட்ட தன்னிச்சையாக இயங்குகிறது. CPU அதன் விநியோக சேவைக்கு மிகக் குறைந்த நேரத்தை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது, மேலும் MCU மின் நுகர்வைச் சேமிக்கிறது. பல கடிகாரக் குறைப்பு மின் தேவைகள் MCU கடிகார அமைப்பு வடிவமைப்பும் மின் நுகர்வைக் குறைக்க உதவும்.

படம் 1 இல் உள்ள சுற்று வரைபடம் ஒரு படிகத்தால் இயங்கும் இரண்டு கடிகாரங்களைக் காட்டுகிறது. MCU வழக்கமாக 32kHz படிகத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, ஆனால் அது உள் கடிகார சமிக்ஞைகள், கணினி கடிகாரம் (MCLK) மற்றும் இரண்டாம் நிலை கடிகாரம் (ACLK) சமிக்ஞைகளை உருவாக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. பொதுவாக, படிகங்கள் ACLK சமிக்ஞைகளை மட்டுமே உருவாக்குகின்றன.

MCU நிகழ்நேர கடிகாரத்தை ஒரே நேரத்தில் இயக்கும் 32kHz துணை கடிகாரத்தைப் பயன்படுத்தி MCU இன் குறைந்த-சக்தி பிரித்தெடுத்தல், அதிவேக டிஜிட்டல் கட்டுப்பாட்டு ஆஸிலேட்டர் (DCO) CPU மற்றும் அதிவேக புறச்சாதனங்களுக்கான கணினி கடிகார சமிக்ஞையை உருவாக்குகிறது. DCO பல வழிகளில் கடிகார சமிக்ஞைகளை உருவாக்க முடியும், ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு செயல்திறன் மற்றும் மின் நுகர்வு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. குறைந்த மின் நுகர்வு முதல் அதிக மின் நுகர்வு வரை, இந்த கடிகார முறைகள் அல்ட்ரா லோ பவர் ஆஸிலேட்டர்கள் (VLO), 3kHz படிகங்கள் முதல் DCO வரை உள்ளன.

மின் நுகர்வைக் குறைப்பதற்காக, வடிவமைப்பாளர் செயலற்ற பயன்முறையில் மிகக் குறைந்த கடிகாரத்தை (VLO அல்லது 32kHz படிகம்) பயன்படுத்துகிறார், மேலும் CPU க்குப் பயன்படுத்தப்படும் செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்தும் போது அதிக அதிர்வெண் DCO ஐ உணர்கிறார். DCO இதை விடக் குறைவாக இருக்கலாம் 1µS இன் நேரத்தின் நேரம் செயலில் உள்ள நிலைக்குச் சென்று முழுமையாக நிலையாக உள்ளது. இந்த உடனடி செயல்படுத்தப்பட்ட திறன் நேரத்தையும் மின்சார நுகர்வையும் மிச்சப்படுத்துகிறது.

செயல்பாட்டுத் தெளிவுத்திறனில் குறைந்த அதிர்வெண் குறைந்த சக்தி கடிகாரங்களைப் பயன்படுத்துவது வேகமான கடிகாரங்களுக்கு மாறுவதை விட அதிக மின் நுகர்வைச் செலவழிக்கும் என்பதை நினைவில் கொள்ளவும். அதிக மின் நுகர்வு பயன்முறையில், குறைந்த அதிர்வெண் நேர மணிகள் CPU ஒரு குறிப்பிட்ட பணியில் அதிக நேரத்தை செலவிடுகிறது. சில புறச்சாதனங்களில் குறைந்த வேக கடிகார சேமிப்பு மின் நுகர்வைப் பயன்படுத்துவதோடு மட்டுமல்லாமல், ACLK சிக்னலை உருவாக்க MSP430MCU மிகக் குறைந்த சக்தி ஆஸிலேட்டர்களையும் வழங்குகிறது.

அதன் காத்திருப்பு சக்தி பயன்முறையின் (LPM3) கீழ், MSP430MCU வழக்கமாக ACLK செயல்பாட்டில் 1 க்கும் குறைவாகவே பயன்படுத்துகிறது மற்றும் அனைத்து குறுக்கீடு இயக்கப்பட்ட நிலைகளும்µஒரு மின்னோட்டம். எனவே, நிகழ்நேர கடிகாரம் அல்லது மேலாண்மை பேட்டரி சார்ஜிங்கின் போது குறைந்த சக்தி கொண்ட MCUகள் DSP ஐ விட குறைவான மின்சாரத்தை பயன்படுத்துகின்றன.

மேலும், MCU-விற்கான பணியை DSP-யால் விடுவிக்க முடியும், இதனால் தீர்வுப் பணிகளை சமிக்ஞை செய்ய முடியும். மின் நுகர்வு சேமிப்பு முடிவுகள் பொறியாளர்கள் சிறந்த முடிவுகளை அடைய இரட்டை தேவை வடிவமைப்பைக் காணலாம். கண்காணிப்பு பணிகளை தீர்க்க உயர்நிலை DSP-ஐ நம்பியிருக்கும் ஒரு அமைப்பை கற்பனை செய்து பாருங்கள்.

இந்த தீர்வு விரைவில் 2,500mAh நிக்கல்-ஹைட்ரஜன் AA பேட்டரியைப் பயன்படுத்தும். சீரான மின்னோட்ட நுகர்வு 10mA ஆக இருந்தால், இரண்டு தொடர் பேட்டரிகளும் 10.5 நாட்களுக்குள் தீர்ந்துவிடும்.

இரட்டைப் பிரிப்பு மின்னோட்டத்தை 1mA ஆகக் குறைக்கப் பயன்படுத்தவும், இதனால் பேட்டரி 120 நாட்களுக்கு நீட்டிக்கப்படும். இரட்டை-தீர்வு அமைப்பில் உள்ள MCU என்பது மின் நுகர்வைக் குறைப்பதாகும், தீர்க்கக்கூடிய சில அமைப்பு அல்லது கண்காணிப்பு செயல்பாடுகள் பின்வருமாறு: நிகழ்நேர கடிகார பராமரிப்பு பவர் வரிசைப்படுத்துதல் பவர் முக்கியத்துவம் மற்றும் மீட்டமைத்தல் விசைப்பலகை அல்லது மனித இடைமுக மேலாண்மை பேட்டரி மேலாண்மை காட்சி கட்டுப்பாடு DSP பவர் பல DSPகள் DSP மற்றும் புற சாதனங்களில் இயல்பான செயல்பாட்டை உறுதி செய்வதற்காக, மின்சார விநியோகத்தின் பல பவர் ரெயில்கள் நிலையான வரிசையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பொதுவாக, இந்த தடங்கள் ஒரே நேரத்தில் கோர் (CPU) மற்றும் DDR நினைவகம் மற்றும் I/O சாதனங்களால் இயக்கப்படுகின்றன.

பிரத்யேக சாதனங்கள் நிலையான வரிசையில் DSP சிப்பில் ஒரு மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்த முடியும் என்றாலும், அது மற்ற செயல்பாடுகளைச் செய்ய முடியாது. சிறிய குறைந்த சக்தி கொண்ட MCU-களை மின்சாரம் வழங்கும் மின்னழுத்தத்திற்காக வரிசைப்படுத்தி கண்காணிக்கலாம், மேலும் மின் கட்டுப்பாட்டு பணிகளைச் செய்யலாம் (படம் 2). இந்த வழக்கில், மென்பொருள் மூன்று மின்சாரம் வழங்கும் சீராக்கி சுற்றுகளை பொருத்தமான வரிசையில் தொடங்குகிறது.

அந்தந்த மின் தண்டவாளங்கள் பாதிக்கப்படும்போது பொருத்தமான மின்னழுத்தத்தை சோதிக்க MCU அதன் உள் ADC ஐப் பயன்படுத்துகிறது. மொத்த சுற்றுக்கும் DSP சிப் தேவையில்லை என்றால், MCU ஆனது DSPயை மூட ரெகுலேட்டரை இணைக்க முடியும். உண்மையில், MCU ஆனது DSP இன் மின்னழுத்தம் மற்றும் அதிர்வெண்ணைக் கட்டுப்படுத்த அழுத்தம்-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆஸிலேட்டருடன் தொடர்பு கொள்ள முடியும், அல்லது PLL தொடர்பு கட்டுப்பாட்டு DSP இன் கடிகார அதிர்வெண்ணைக் கட்டுப்படுத்த முடியும்.

எனவே, DSP கணக்கீட்டு அடர்த்தியான பணியை முடிக்கும்போது, ​​MCU சரிசெய்யக்கூடிய கடிகாரம் மின் நுகர்வைச் சேமிக்க DSPயை காத்திருப்பு பயன்முறைக்கு மாற்றுகிறது. அதன் பரபரப்பான நிலையைப் புரிந்துகொள்ள இருவழி கண்காணிப்பு MCU சோதனை DSP. இந்த பயன்முறையில், MCU ஒரு ஸ்மார்ட் கட்டுப்படுத்தியாக இயங்குகிறது.

மறுபுறம், DSP MCU-வைப் படிக்கவும் எழுதவும் முடியும். எனவே DSP-ஐ பயன்பாட்டிற்கு ஏற்பப் பயன்படுத்தலாம், DSP கடிகாரத்தைக் குறைக்க அல்லது மேம்படுத்த MCU-விடம் தெரிவிக்கவும். ஒற்றை தீர்வு அமைப்பில் DSPகள் வழக்கமாக அடையும் பிற பணிகளை முடிக்க MCU ஐப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், வடிவமைப்பாளர்கள் அதிக நன்மைகளைப் பெறலாம்.

உதாரணமாக, விசைப்பலகை செயல்பாட்டைத் தீர்க்கும்போது, ​​MCU DSP ஐ விடக் குறைவான மின் நுகர்வைப் பயன்படுத்துகிறது. பொத்தானின் செயல்பாட்டையோ அல்லது பொத்தானின் வெளியீட்டையோ சோதித்த பின்னரே MCU, DSPக்கு ஒரு குறுக்கீடு சமிக்ஞையை அனுப்புகிறது. இந்த வழி, தாக்குதலால் ஏற்படும் அதிகப்படியான மின்னோட்ட நுகர்வுக்கு உதவுகிறது, இந்த நிலைமை பெரும்பாலும் சில கையடக்க உபகரணங்களில் மறைந்துவிடும்.

DSP சிப்பின் சுமையை மேலும் குறைக்க, MCU வழங்க முடியும்: டிரைவிங் சர்க்யூட் தரநிலை SPI, UART மற்றும் I2C போர்ட்கள் ரேடியோ அதிர்வெண் தொடர்பு புற இடைமுகம் பேட்டரி மேலாண்மை சுற்று உலகளாவிய I / O போர்ட்கள் மேலே மற்றும் முந்தையவற்றில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு புற, MCU தானாகவே குறைந்த சக்தி பயன்முறையிலிருந்து தொடங்கும். எனவே, எந்தப் பணியைச் செயல்படுத்துவது என்பதைத் தீர்மானிக்க MCU, புறச்சாதனங்களை தொடர்ந்து கணக்கெடுப்பதில்லை, அதே போல் பணியைச் செய்வதற்கான அதிகபட்ச மின் நுகர்வையும் செய்வதில்லை. புறச் சாதனங்கள் தொடங்கும்.

குறைந்த மின் நுகர்வில் ஒவ்வொரு மில்லிவாட்டும் மிகவும் விலைமதிப்பற்றது. இறுதியாக, வடிவமைப்பாளர்கள் கணக்கீடுகள், அளவீடு மற்றும் செயல்பாடுகள் மற்றும் இயங்கும் DSP அல்லது MCU களுக்கு இடையிலான விரிவான பரிசீலனைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டிருக்கவில்லை, மேலும் பயன்பாட்டில் உள்ள ஒன்று அல்லது இரண்டு Sature களைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.