توسیع شدہ بیٹری کی زندگی کا استعمال کرتے ہوئے دوہری سیٹ اپ کا استعمال کیسے کریں۔

Auctor Iflowpower - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

بہت سے سسٹم ڈیزائنرز کا خیال ہے کہ ایک چپ کے ذریعہ استعمال ہونے والی بجلی کی کھپت دو چپس سے کم ہے۔ اصل میں، یہ بہت آسان ہے: چپ کمیونیکیشن میں ایک چپ سے زیادہ بجلی کی کھپت ہوتی ہے، دونوں چپس پر زیادہ ٹرانجسٹر ہوتے ہیں، اس لیے ایک ہی فنکشن کے ساتھ سنگل چپ کے ساتھ زیادہ رساو کرنٹ ہوتے ہیں۔ لیکن بجلی کی کھپت کی ٹیکنالوجی نے اس قسم کا روایتی نقطہ نظر دیا ہے۔

ڈی ایس پی ڈیزائنرز ڈی ایس پی چپ میں مزید خصوصیات، جیسے ایکسلریٹر، کمیونیکیشن ماڈیولز، اور نیٹ ورک پیری فیرلز کو مربوط کرتے ہیں، جس سے یہ چپ انجینئرز کے لیے زیادہ مفید ہوتی ہے۔ لیکن یہ زیادہ طاقتور چپ گھر کے اندر سادہ انتظام یا نگرانی کے کاموں کو مکمل کرنے میں اس کام سے زیادہ بجلی کی کھپت کرے گی۔ بہت سے معاملات میں، ڈیزائنر صرف ڈی ایس پی چپ میں درکار خصوصیات کو فعال نہیں کر سکتا۔

کچھ استعمالات میں، مائیکرو کنٹرولر (MCU) ایک ہی نظام کی نگرانی کا کام انجام دے سکتا ہے، اور DSP کے مقابلے میں کم بجلی استعمال کر سکتا ہے۔ لہذا، ڈبل چپ کا فن تعمیر: DSP اور MCU بھی ممکن ہے۔ لہذا، ایک کم طاقت والے DSP کو بنیادی حل کے طور پر استعمال کریں، ایک اور کم پاور MCU ایک سسٹم مانیٹر کے طور پر، اسی کام کو مکمل کرنے کے لیے واحد DSP کے ذریعے استعمال ہونے والی بیٹری کی زندگی کو بڑھا سکتا ہے۔

بجلی بچانے میں مدد کے لیے، انجینئرز کو DSP کا انتخاب کرتے وقت درج ذیل عوامل پر غور کرنا چاہیے: بڑی صلاحیت آن چپ میموری کی تلاش کریں۔ چپ کی بیرونی میموری تک رسائی حاصل کرتے وقت DSP ہمیشہ زیادہ بجلی کی کھپت کرتا ہے۔ بیرونی DRAM مسلسل بجلی کی کھپت کو ذخیرہ کرتا ہے، جو بیٹری کی برقی توانائی استعمال کرتا ہے۔

ایک ڈی ایس پی کا انتخاب کریں جسے شروع کیا جا سکے اور پیری فیرلز کو بند کیا جا سکے۔ کچھ DSPs غیر فعال آن چپ پیری فیرلز پر خود بخود پاور آف کر سکتے ہیں، جو مختلف قسم کے کنٹرول اور بجلی استعمال کرنے والے صوبوں کو فراہم کرتے ہیں۔ ایک DSP منتخب کریں جو مختلف پاور لیولز پر مختلف سٹینڈ بائی سٹیٹس کو قابل بناتا ہے۔

کثیر بجلی کی فراہمی زیادہ توانائی کی کھپت کو بچاتا ہے۔ ڈیویلپمنٹ سافٹ ویئر کے لیے ڈی ایس پی کا انتخاب کریں جو بجلی کی کھپت کو بہتر بناتا ہے اور بجلی کی کھپت کو کم کرتا ہے۔ اس ٹول کو ڈویلپرز کو چپ کی وولٹیج اور فریکوئنسی کو آسانی سے تبدیل کرنے، پاور اسٹیٹس کو منظم کرنے، بجلی کی کھپت کی معلومات کا جائزہ لینے اور گلنے میں ان کی مدد کرنا چاہیے۔

MCU کچھ استعمال میں کچھ MCUs میں کم کرنٹ استعمال کرتا ہے، کم طاقت والا سیمی کنڈکٹر عمل ٹرانجسٹر کے رساو کو کم کرتا ہے تاکہ چپ ڈیزائنرز کو کم پاور آپریشن کو بہتر بنانے میں مدد ملے۔ بدقسمتی سے، کم بجلی کی کھپت MCU کی کارکردگی کو محدود کر دے گی۔ مثال کے طور پر، ایک TEXASINSTRUMENTSMSP430MCU اسٹینڈ بائی موڈ میں 500NA کرنٹ استعمال کرتا ہے، زیادہ سے زیادہ گھڑی کی فریکوئنسی 16MHz ہے۔

TMS320C5506DSP میں چلنے والی گھڑی کی زیادہ سے زیادہ فریکوئنسی 108MHz ہے، اسٹینڈ بائی موڈ میں 10 استعمال کرتی ہےµایک کرنٹ۔ یہ اعلان کرتا ہے کہ یہ MSP430 سے ​​20 گنا زیادہ استعمال کرتا ہے۔

ماضی کی ترقی سے، اندرونی MCU پردیی کو سافٹ ویئر کے ذریعے کنٹرول کیا گیا ہے، جو CPU کی حیثیت کو برقرار رکھنے کے قابل ہے۔ لیکن نئی انٹرپٹ ڈرائیو (Interrupt-driven) کم سافٹ ویئر اوور ہیڈ کے لیے پیریفرل ہے، MCU کو زیادہ تر وقت میں اسٹینڈ بائی موڈ رکھنے کی اجازت دیتی ہے۔ مثال کے طور پر انٹرنل ماڈیولس کنورٹر (ADC) ہارڈویئر کو لیں، یہ خود بخود ان پٹ چینل کو اسکین کرتا ہے، کنورژن کو متحرک کرتا ہے، اور موصولہ ڈیٹا کے نمونے لینے کے کام کو حل کرنے کے لیے DMA ٹرانسمیشن کو انجام دیتا ہے۔

نتیجے کے طور پر، ADC تقریبا بے ساختہ چل رہا ہے. CPU صرف اپنی سپلائی سروس کے لیے بہت کم وقت استعمال کرتا ہے، اور MCU بجلی کی کھپت کو بچاتا ہے۔ ایک سے زیادہ گھڑی میں کمی بجلی کی ضروریات MCU گھڑی نظام ڈیزائن بھی بجلی کی کھپت کو کم کرنے میں مدد کر سکتے ہیں.

شکل 1 میں سرکٹ ڈایاگرام ایک کرسٹل سے کام کرنے والی دو گھڑیوں کو دکھاتا ہے۔ MCU عام طور پر 32kHz کرسٹل کا استعمال کرتا ہے، لیکن یہ ضروری نہیں کہ اندرونی گھڑی کے سگنل، سسٹم کلاک (MCLK)، اور سیکنڈری کلاک (ACLK) سگنلز پیدا کرے۔ عام طور پر، کرسٹل صرف ACLK سگنل پیدا کرتے ہیں۔

32kHz معاون گھڑی کا استعمال کرتے ہوئے MCU کا کم طاقت نکالنا جو MCU ریئل ٹائم گھڑی کو بیک وقت چلاتا ہے، تیز رفتار ڈیجیٹل کنٹرول آسکیلیٹر (DCO) CPU اور تیز رفتار پیری فیرلز کے لیے سسٹم کلاک سگنل تیار کرتا ہے۔ DCO کئی طریقوں سے گھڑی کے سگنل تیار کر سکتا ہے، ہر ایک مختلف کارکردگی اور بجلی کی کھپت کی خصوصیات کے ساتھ۔ کم سے لے کر زیادہ بجلی کی کھپت تک، ان کلاک موڈز میں الٹرا لو پاور oscillators (VLO)، 3kHz کرسٹل سے DCO تک ہوتے ہیں۔

بجلی کی کھپت کو کم کرنے کے لیے، ڈیزائنر بیکار موڈ میں سب سے کم گھڑی (VLO یا 32kHz کرسٹل) استعمال کرتا ہے، اور CPU میں استعمال ہونے والی سرگرمی کا استعمال کرتے وقت ہائی فریکوئنسی DCO کا احساس کرتا ہے۔ ڈی سی او سے کم ہو سکتا ہے۔ 1µS کے وقت کا وقت فعال حالت میں داخل ہوتا ہے اور مکمل طور پر مستحکم ہوتا ہے۔ یہ فوری فعال صلاحیت وقت اور بجلی کی کھپت کو بچاتی ہے۔

نوٹ کریں کہ ایکٹیویٹی ریزولوشن میں کم فریکوئنسی والی کم پاور والی گھڑیاں استعمال کرنے سے زیادہ بجلی کی کھپت تیز گھڑیوں پر سوئچ کرنے سے زیادہ ہوگی۔ زیادہ بجلی استعمال کرنے والے موڈ میں، کم فریکوئنسی وقت کی گھنٹی بجتی ہے CPU کسی خاص کام پر زیادہ وقت صرف کرتا ہے۔ کچھ پیری فیرلز پر کم رفتار گھڑی بچانے والی بجلی کی کھپت کے استعمال کے علاوہ، MSP430MCU ACLK سگنل پیدا کرنے کے لیے انتہائی کم پاور oscillators بھی فراہم کرتا ہے۔

اس کے اسٹینڈ بائی پاور موڈ (LPM3) کے تحت، MSP430MCU عام طور پر ACLK آپریشن میں 1 سے کم استعمال کرتا ہے اور تمام مداخلت فعال ریاستیںµایک کرنٹ۔ لہذا، کم طاقت والے MCUs اصل وقت کی گھڑی یا مینجمنٹ بیٹری چارجنگ کے دوران DSP سے کم بجلی استعمال کرتے ہیں۔

مزید یہ کہ ایم سی یو کے مشن کو ڈی ایس پی کے ذریعہ بھی آزاد کیا جاسکتا ہے تاکہ اسے ریزولوشن کے کاموں کو سگنل دینے کے قابل بنایا جاسکے۔ بجلی کی کھپت کی بچت کے نتائج انجینئرز بہترین نتائج حاصل کرنے کے لیے ڈبل ڈیمانڈ ڈیزائن دیکھ سکتے ہیں۔ ایک ایسے نظام کا تصور کریں جو نگرانی کے کاموں کو حل کرنے کے لیے اعلیٰ درجے کے DSP پر انحصار کرے۔

یہ محلول جلد ہی 2,500mAh نکل ہائیڈروجن AA بیٹری استعمال کرے گا۔ اگر یکساں موجودہ کھپت 10mA ہے، تو سیریز کی دو بیٹریاں 10.5 دنوں کے اندر ختم ہو جائیں گی۔

کرنٹ کو 1mA تک کم کرنے کے لیے دوہری تقسیم کا استعمال کریں، تاکہ بیٹری 120 دنوں تک بڑھ جائے۔ دوہری حل کے نظام میں MCU بجلی کی کھپت کو کم کرنا ہے، کچھ نظام یا نگرانی کے افعال جو حل کیے جاسکتے ہیں ان میں شامل ہیں: ریئل ٹائم کلاک مینٹیننس پاور سورٹ پاور اہمیت اور ری سیٹ کی بورڈ یا ہیومن انٹرفیس مینجمنٹ بیٹری مینجمنٹ ڈسپلے کنٹرول ڈی ایس پی پاور بہت سے ڈی ایس پیز پاور سپلائی کے پاور ریلوں کی کثرتیت کو یقینی بنانے کے لیے ڈی ایس پی فیکس ترتیب میں لاگو کیا جاتا ہے۔ عام طور پر، یہ ٹریک بیک وقت کور (CPU) اور DDR میموری اور I/O ڈیوائسز سے چلتے ہیں۔

اگرچہ وقف شدہ آلات ڈی ایس پی چپ پر مقررہ ترتیب سے وولٹیج لگا سکتے ہیں، لیکن یہ دوسرے افعال انجام نہیں دے سکتا۔ چھوٹے کم طاقت والے MCUs کو پاور سپلائی وولٹیج کے لیے ترتیب دیا جا سکتا ہے اور ان کی نگرانی کی جا سکتی ہے، اور پاور کنٹرول کے کام انجام دیے جا سکتے ہیں (شکل 2)۔ اس صورت میں، سافٹ ویئر ایک مناسب ترتیب میں تین پاور سپلائی ریگولیٹر سرکٹس شروع کرتا ہے۔

MCU اپنے اندرونی ADC کا استعمال کرتا ہے جب متعلقہ پاور ریل کرتا ہے تو مناسب وولٹیج کی جانچ کرتا ہے۔ جب کل ​​سرکٹ ڈی ایس پی چپ نہیں چاہتا ہے، تو MCU ڈی ایس پی کو بند کرنے کے لیے ریگولیٹر کو بند کر سکتا ہے۔ درحقیقت، MCU ڈی ایس پی کے وولٹیج اور فریکوئنسی کو کنٹرول کرنے کے لیے پریشر کنٹرول شدہ آسکیلیٹر کے ساتھ بات چیت کر سکتا ہے، یا PLL کمیونیکیشن کنٹرول DSP کی گھڑی کی فریکوئنسی کو کنٹرول کر سکتا ہے۔

لہذا، جب ڈی ایس پی کمپیوٹیشنل ڈینس ٹاسک کو مکمل کرتا ہے، تو MCU سایڈست گھڑی ڈی ایس پی کو اسٹینڈ بائی موڈ میں بدل دیتی ہے تاکہ بجلی کی کھپت کو بچایا جا سکے۔ دو طرفہ نگرانی MCU ٹیسٹ DSP اس کی مصروف حالت کو سمجھنے کے لئے. اس موڈ میں، MCU ایک سمارٹ کنٹرولر کے طور پر چل رہا ہے۔

دوسری طرف، ڈی ایس پی ایم سی یو کو پڑھ اور لکھ سکتا ہے۔ لہذا ڈی ایس پی کو استعمال کے مطابق استعمال کیا جاسکتا ہے، ڈی ایس پی گھڑی کو کم کرنے یا بہتر کرنے کے لئے ایم سی یو کو مطلع کریں۔ دیگر کاموں کو مکمل کرنے کے لیے MCU کا استعمال کرتے ہوئے جو DSPs عام طور پر ایک ہی حل کے نظام میں حاصل کرتے ہیں، ڈیزائنرز بھی زیادہ فوائد حاصل کر سکتے ہیں۔

مثال کے طور پر، کی بورڈ آپریشن کو حل کرتے وقت، MCU DSP کے مقابلے میں کم بجلی استعمال کرتا ہے۔ MCU صرف بٹن کی کارروائی یا بٹن کے جاری ہونے کی جانچ کرنے کے بعد ڈی ایس پی کو ایک رکاوٹ سگنل بھیجتا ہے۔ اس طرح ضرورت سے زیادہ موجودہ کھپت کی وجہ سے ہٹ کی وجہ سے مدد ملتی ہے، اس صورت حال کو اکثر کچھ ہینڈ ہیلڈ سامان میں باہر.

ڈی ایس پی چپ کے بوجھ کو مزید کم کرنے کے لیے، MCU فراہم کر سکتا ہے: ڈرائیونگ سرکٹ معیاری SPI، UART، اور I2C پورٹس برائے ریڈیو فریکوینسی کمیونیکیشن پیریفرل انٹرفیس بیٹری مینجمنٹ سرکٹ یونیورسل I/O پورٹس جن کا اوپر اور پچھلے ہر پیریفرل پر ذکر کیا گیا ہے، MCU خود بخود کم پاور موڈ سے شروع ہو سکتا ہے۔ لہذا، MCU اس بات کا تعین کرنے کے لیے پیری فیرلز کی پولنگ جاری نہیں رکھتا ہے کہ کون سا کام کرنا ہے، اور نہ ہی اس کام کو انجام دینے کے لیے زیادہ سے زیادہ بجلی کی کھپت۔ پیری فیرلز شروع ہو جائیں گے۔

کم بجلی کی کھپت میں ہر ملی واٹ بہت قیمتی ہے۔ آخر میں، ڈیزائنرز حساب، پیمائش، اور افعال اور چلانے والے DSP یا MCUs کے درمیان جامع غور و فکر پر مبنی نہیں ہیں، اور استعمال میں ایک یا دو Satures کا استعمال کرتے ہیں۔