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最小化嵌入式系統(tǒng)功耗的提示
最小化嵌入式系統(tǒng)功耗的提示
最小化嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)功耗需要做更多的工作。甚至在開始繪制電路之前，就需要實施正確的設(shè)計策略。而且，無論您的設(shè)備是基于太陽能的設(shè)備還是電池供電的設(shè)備，每一個細節(jié)都至關(guān)重要，這有助于最大程度地降低嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)功耗。
計劃設(shè)備的電源預(yù)算
作為硬件，自然對新項目感到興奮。但是，您不要急著尋求可用的最強大的微控制器，而應(yīng)該了解應(yīng)用程序的性質(zhì)并發(fā)現(xiàn)對功耗的任何限制。即使您不是在設(shè)計太陽能電池設(shè)備，但如果要與競爭對手保持同步，通常最好還是采用節(jié)能設(shè)計。
為了優(yōu)化設(shè)備的功耗預(yù)算，首先要對設(shè)計的功耗設(shè)置合理的限制，然后從那里進行反向工作。選擇具有節(jié)能功能或僅消耗較少功率的微控制器和其他組件。如果您選擇了錯誤的組件，則可能會使在設(shè)計階段難以實施節(jié)電措施。
最小化設(shè)計中的功耗
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計需要硬件和固件工程師共同實施高效的節(jié)能功能。以下是一些技巧，可以以協(xié)作的方式將設(shè)計的總功耗降至最低：
1.使用深度睡眠模式
在某些基于太陽能的室外應(yīng)用中，使用功能強大的微控制器來滿足給定規(guī)格是不可避免的。例如，戶外車輛售票機需要在短時間內(nèi)發(fā)行打印票或掃描支付卡，然后再將記錄存儲在其非易失性存儲器中。
基于這些功能，高端32位微控制器成為最佳選擇。但是，當所有外圍設(shè)備都打開時，這種功能強大的微控制器也會消耗更高的電流。如果微控制器以全功率連續(xù)運行，則需要更大容量的電池。
防止微控制器消耗最大功率的一種做法是在空閑時將其置于深度睡眠模式。在深度睡眠模式下，微控制器通常消耗的最大電流的很小一部分，通常為納安。然后，固件工程師可以根據(jù)需要使用中斷來喚醒微控制器。
2.使用開關(guān)穩(wěn)壓器
有時，不必要的電能浪費會以熱量的形式發(fā)生。當您在設(shè)計中使用線性穩(wěn)壓器時，這是正確的。對于太陽能設(shè)備，典型的電源電路要求將電池電壓調(diào)低。自然，線性穩(wěn)壓器是最便宜的解決方案。
然而，線性穩(wěn)壓器效率不高，因為它們會消散電壓之間的差異作為熱量。使用電池運行設(shè)備時，散熱會導(dǎo)致從電池汲取額外的電流。在這種情況下，您可以選擇使用開關(guān)穩(wěn)壓器。
盡管開關(guān)穩(wěn)壓器和相關(guān)組件增加了整體單位成本，但與使用線性穩(wěn)壓器相比，這是一種更有效的策略。較少的散熱意味著電池壽命更長，這在設(shè)備必須在沒有陽光的情況下運行的情況下很有用。在對功耗敏感的應(yīng)用中，節(jié)省的每毫瓦電量會產(chǎn)生巨大的變化。
3.關(guān)閉未使用的組件
使微控制器進入深度睡眠模式是降低總功耗的一項出色技術(shù)。但是，即使您的微控制器處于深度睡眠模式，邏輯集成電路（IC）或通信IC之類的其他組件仍會消耗大量電流。
值得慶幸的是，這個問題可以被最小化。您可以使用兩個穩(wěn)壓器分別為微控制器和其他組件供電，而不是在PCB上安裝單個穩(wěn)壓器。這種方法允許微控制器在進入深度睡眠模式之前關(guān)閉其他組件的電源。