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使用双处理器延长电池寿命

中电网/作者:Jon Dixon?? J.B. Fowler?? Zack Albus and Adrian Vale?? 2008年06月23日 ?? 收藏0

  功耗节约卓有成效

  工程师可看到双处理器设计实现出色成效。试想有一依赖高端DSP来处理监控任务的系统。该处理器很快就会用尽一个2,500mAh的镍氢AA电池。如果平均电流消耗为10mA,两节串联电池在10.5天内就会耗尽。双处理器应用可将电流降低到1mA,使电池延长到120天。

  双处理器系统中MCU为降低功耗,所能处理的某些系统或监控功能包括:

  • 实时时钟维护
  • 电源排序
  • 电源监控与重置
  • 键盘或人机接口管理
  • 电池管理
  • 显示器控制

  管理DSP电源

  许多DSP需要必须以固定的顺序施加电源的多个电源“轨”,以保证DSP和外围设备正常工作。通常,这些轨同时对核心(CPU)及DDR内存和I/O设备供电。尽管专用器件可通过固定的顺序对DSP芯片施加电压,但其不能执行其它功能。较小的低功耗MCU可对电源电压进行排序并监控,并执行电源控制任务(图2)。在此例中,软件以适当的顺序启动三个电源稳压器电路。MCU使用其内部ADC检测各个电源轨何时达到适当的电压。当总电路不需要DSP芯片时,MCU可以关闭稳压器以关闭DSP。

较小的低功耗MCU可对电源电压进行排序并监控

  实际上,MCU可直接与压控制振荡器通信来控制DSP的电压和频率,或与PLL通信控制DSP的时钟频率。因此,当DSP完成计算密集的任务时,MCU可调节时钟将DSP转为待机模式以节省功耗。

  双向监控允许MCU“检测”DSP以了解其忙碌状态。在此模式下,MCU作为智能控制器运行。另一方面,DSP可对MCU进行读写操作。所以DSP可根据应用的需要,通知MCU降低或提高DSP时钟。

  利用MCU完成DSP通常在单个处理器系统中实现的其它任务,设计师还可获得更多的好处。例如,在处理键盘操作时,MCU比DSP消耗更少的功耗。MCU只在检测到按键或释放按键的动作后,才发送中断信号到DSP。这种方式有助于避免由击键造成的过多电流消耗,该情况经常出现在某些手持设备中。为了进一步解脱DSP芯片的负荷,监控MCU可提供:

  • 段式LCD的驱动电路
  • 标准SPI、UART和I2C端口
  • 用于射频通信外设的接口
  • 电池管理电路
  • 通用I/O端口

  对上述及以前提到的其它每种外设,MCU都可从低功耗模式“自动启动”。因此,MCU不会连续地轮询外设来确定哪个需要服务,也不会消耗最大功耗来进行该任务。外设会根据需要启动。

  低功耗便携应用中的每一个毫瓦都是十分宝贵的。最后,设计师必须根据对计算、测量和功能及运行DSP或MCU间的全面考虑,来确定在应用中是使用一个还是两个处理器。


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处理器? 电池? DSP? MCU?

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