延長電池壽命沒那麼複雜!低功耗軟件出擊
發布時間:2015-08-26 責任編輯:echolady
【導讀】智(zhi)能(neng)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)推(tui)陳(chen)出(chu)新(xin),使(shi)得(de)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)的(de)創(chuang)新(xin)被(bei)要(yao)求(qiu)的(de)越(yue)來(lai)越(yue)苛(ke)刻(ke)。這(zhe)給(gei)市(shi)場(chang)和(he)研(yan)發(fa)人(ren)員(yuan)一(yi)個(ge)不(bu)小(xiao)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。又(you)想(xiang)讓(rang)電(dian)池(chi)的(de)續(xu)航(hang)能(neng)力(li)增(zeng)強(qiang),又(you)不(bu)想(xiang)降(jiang)低(di)硬(ying)件(jian)效(xiao)率(lv),這(zhe)無(wu)疑(yi)增(zeng)大(da)了(le)設(she)計(ji)難(nan)度(du)。本(ben)文(wen)就(jiu)把(ba)一(yi)切(qie)可(ke)能(neng)因(yin)素(su)考(kao)慮(lv)在(zai)內(nei),在(zai)增(zeng)加(jia)續(xu)航(hang)能(neng)力(li)的(de)同(tong)時(shi),提(ti)高(gao)硬(ying)件(jian)效(xiao)率(lv),還(hai)能(neng)降(jiang)低(di)功(gong)耗(hao)。
電dian池chi技ji術shu的de創chuang新xin並bing不bu像xiang其qi它ta技ji術shu優you勢shi那na樣yang迅xun速su。每mei隔ge十shi年nian,電dian池chi容rong量liang就jiu會hui增zeng加jia一yi倍bei,同tong時shi市shi場chang對dui於yu電dian池chi工gong藝yi的de要yao求qiu也ye越yue來lai越yue高gao,這zhe給gei電dian池chi開kai發fa人ren員yuan帶dai來lai了le許xu多duo艱jian巨ju的de挑tiao戰zhan。電dian池chi開kai發fa人ren員yuan在zai設she計ji電dian池chi供gong電dian係xi統tong時shi經jing常chang會hui發fa現xian,雖sui然ran係xi統tong硬ying件jian的de效xiao率lv提ti高gao了le,但dan電dian池chi的de功gong耗hao卻que往wang往wang比bi預yu期qi高gao出chu很hen多duo。實shi際ji上shang,在zai優you化hua嵌qian入ru式shi係xi統tong時shi,硬ying件jian隻zhi是shi必bi須xu考kao慮lv的de因yin素su之zhi一yi,另ling一yi個ge不bu可ke或huo缺que的de因yin素su則ze是shi軟ruan件jian。
如果電池開發人員希望電池發揮最佳性能,可以通過管理微控製器(MCU)軟件的方法來解決。在著手開始之前,不妨先參考以下技巧:
盡可能增加MCU待機時間—MCU在待機模式下的電流通常比激活模式要低幾個數量級。這是由於MCU在等待狀況下,非必要外設和係統模塊會進行電源門控。
巧用中斷來控製程序流—這個技巧關係著代碼的執行效率。在MCU中zhong,每mei執zhi行xing一yi行xing代dai碼ma都dou會hui消xiao耗hao時shi鍾zhong周zhou期qi,這zhe反fan過guo來lai會hui影ying響xiang係xi統tong電dian池chi的de使shi用yong壽shou命ming。但dan如ru果guo合he理li使shi用yong中zhong斷duan,就jiu可ke以yi根gen據ju係xi統tong狀zhuang態tai來lai確que定ding執zhi行xing哪na一yi部bu分fen代dai碼ma,從cong而er做zuo出chu智zhi能neng化hua的de決jue定ding。
用外設硬件替代軟件函數—電池係統軟件在執行加密等安全函數時,通常需要執行成千上萬條代碼。但如果采用TI的低功耗MSPMCU,就可以使係統在執行128位加密函數時將時鍾周期從6600個減少到168個。這是因為這款MCU包含了硬件模塊。此外,如硬件乘法器等TI的一些簡單模塊能夠大大簡化數學函數,也可以幫助實現類似的功能。
管理MCU內部外設的功耗—即使處於非待機模式,也應該關閉不必要的外設以降低功耗。
管理MUC外部器件的功耗—在需要盡可能延長電池的使用壽命時,除了關閉非必要的MCU內部組件,還可使用係統中的MCU來打開或關閉外部器件。
謹慎選擇MCU器件類型—需注意的是,不同MCU的功能千差萬別。同時,在激活和待機兩種模式下,不同應用對MCU的需求也會相應發生變化。因此,工程師在設計電池係統時,應該選擇針工作周期優化的MCU。此外還需注意,對於那些頻繁在激活與待機模式間切換的應用,喚醒係統所需的時間也是一個非常重要的因素。
總之,高效軟件絕對是確保電池使用壽命最大化的“必殺技”。上述技巧和竅門可以幫助電池開發人員設計高效軟件,不過還有其它很多因素需要考慮。此外,通過優化工具也可以幫助延長電池使用壽命。如果采用TI的MCU來設計電池係統,可以通過TI軟件優化選項來幫助簡化開發流程。比如在剛開始設計電池係統時,TI的ULPAdvisor可以根據超低功耗清單來幫助檢查代碼,並提供可能的軟件改進建議。在設計中期,TI的EnergyTrace™技術可以提供實時功率測繪功能,以便工程師查看MCU每一個位置上的精確功耗值。
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