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電池供電裝置的低功耗設計

作者: 時間:2010-08-27 來源:網(wǎng)絡 收藏

  先不考慮特性,對一個工程團隊而言,要在一個對敏感的應用中采用同一系列微控制器產(chǎn)品,而且還要保證產(chǎn)品能以單一維持多年的正常運作,是相當不容易的。團隊的考慮重點包括在低電壓下的特性,以及操作性能。此時,微控制器應用可操作在2V或更低電壓,以汲取更多的功率。另外,在低電壓條件下,微控制器也必須維持高頻作業(yè),以確保發(fā)揮最大應用性能。

  隨著對極低的需求穩(wěn)定成長,有效指令集架構(gòu)(ISA)的重要性與日俱增。對能源敏感的應用很可能有99%的時間都處在睡眠模式下,不可避免地,這些都必須定期、或采用預定義的時間間隔、或是因外部刺激而被喚醒。在這方面,為了達成任務,的考慮關鍵便在于能源的總使用量。設計團隊必須選擇可實現(xiàn)ISA的微控制器,這些組件具備更大比例的單周期指令來執(zhí)行特定任務,因而能以較短執(zhí)行時間和更低的功耗完成任務。

  

  圖3:單周期指令對電力消耗的影響。(PIC24 vs MSP430)

  舉例來說,若采用通用C函數(shù)memcpy()從一個內(nèi)存地址將32字節(jié)的數(shù)據(jù)拷貝到另一個位置,并針對PIC24F和MSP430編譯,那么,由此產(chǎn)生的程序代碼需要比MSP430更多出790%的工作周期(316 vs. 40)。在3V和4MHz條件下,這個例子所消耗的能源比MSP430高出了230%。由此可見ISA的重要性。

  在建構(gòu)未來應用時,嵌入式電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達到了一個分水嶺,目前整合組件的設計、評估和實踐方法都將面臨轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變的意義非凡,未來幾年內(nèi),更多應用都將在其設計中融入極低功耗技術。

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