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嵌入式微处理器对电源管理的支持

(文章滥觞:电源网)

从8位单片机到32位高机能处置惩罚器,都在必然程度上支持电源治理功能。例如处置惩罚器支持多种电源状态。系统在运行态(Run)时,设备整个正常事情。在余暇态时,处置惩罚器按照特定的模式,进行响应的节能。在挂起状态下,处置惩罚器挂起,主存储器运行在节能的自刷新模式,只有功耗治理电路、唤醒电路继承事情。现有的单片机、ARM等32位RISC处置惩罚器一样平常都支持以上模式。

传感器收集利用中,传感器节点一样平常采纳低廉的8/16位单片机,其电池寿命至关紧张。节点事情时按功率耗损由小到大年夜有就寝(sleep)、余暇(idle)、接管(receive)及发送(transmit)等四种模式。大年夜多光阴内,节点都处于就寝与余暇模式,只有少量能耗。

ATMEL采纳picoPower技巧的AVR微节制器明显低落了功耗。这些技巧包括一个超低功耗晶振、就寝模式下自动终止和重激活欠压检测器、能完全竣事对外围设备电力供应的省电寄存器以及能够关闭特定管脚输入的数字输入中断寄存器。picoPower技巧使事情电流大年夜幅度低落,削减了断电状态下不需要的功耗,使电池应用寿命获得了延长。

ARM以其优秀的低功耗技巧在破费类电子等领域获得广泛利用。ARM实现了不合级其余低功耗治理技巧。据ARM预计,32位的Cortex-M3处置惩罚器内核以0.19mW/MHz(0.18微米)极低的功耗在特殊利用中盘踞上风。32位Cortex-M3设备履行义务的速率比8位设备快许多倍,以是活动模式中所用的光阴更短,匀称功率响应低落。

高端ARM处置惩罚器还支持功能更强大年夜的电源治理功能,经由过程电压调节与频率调节相结合,极大年夜地低落功耗,前进能量效率。动态电压调节(DVS)是经由过程对系统的负载猜测,在一个开环电压节制系统顶用多组能耗级其余频率、电压对来实现。自适应电压调节(AVS)用一个闭环电压节制系统来实现,它无需配对的频率、电压,能供给更优的节能效果。

例如以TI的 OMAP1610(ARM926E核)处置惩罚器为例,内部可以调节参数包括:CPU电压,DPLL频率节制,CPU频率节制,交通节制器(TC),外部设备节制器,DSP运行频率,DSP MMU频率,LCD刷新频率。经由过程定义操作点(OperaTIon Points,OP)数据布局来抽象表示频率、电压等能耗级别。

此中,192MHz-1.5V操作点参数1500表示OMAP3.2核心电压1500mV;16表示DPLL频率节制12MHz晶振输入倍频16倍;1表示分频为1;1表示OMAP3.2核心分频为1(以是它运行在192MHz);2表示TC(交通节制器)分频为2(以是它运行在96MHz);假如应用TI的DSP代码,则后四个参数为弗成控,均应用默认值。

更先辈电源治理功能的嵌入衰落处置惩罚器还有90nm工艺的Marvel PAX300系列,供给更细颗粒的电源治理技巧(称为MSPM),API和驱动法度榜样;飞思卡尔iMX31支持DVFS(动态的电压和频率调节)和DPTC(动态的处置惩罚器温度补偿)等技巧,它共同飞思卡尔MC13783和MC34704 IC治理器件,Linux驱动和策略治理代码,用户可以方便地构建一个具备优秀电源治理能力的嵌入式系统。

ARM 与国家半导体(NS)开拓出了先辈的能量治理办理规划,智能能量治理器(IEM)猜测软件抉择了处置惩罚器可以运行的最低机能级别,同时,经由过程智能能量节制器(IEC)的赞助、经由过程自适应功率节制器(APC)与外部能量治理单元(EMU)一路事情,使处置惩罚器运行在能包管利用软件精确运行的最低电压和频率下。

(责任编辑:fqj)

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