应对嵌入式系统中的低功耗设计挑战

来源:用户上传      作者: 本刊编辑部

　　在嵌入式系统开发过程中，优先考虑降低功耗迫使工程人员必须在性能和功耗之间寻求平衡，达到这种平衡意味着需要在产品性能和可靠性之间进行取舍。其中，有三个领域将影响性能：模拟感应、通信和算法处理。具有模拟电容感应输入的设计缺乏稳固的抗干扰或抗潮湿能力，这是因为传感器的扫描时间受限于低功耗要求；串行通信接口需要烦琐的协议修改，以弥补单片机（MCU）在深度休眠模式时的“死区（d e a d t i me）”通信故障。同时，由于电流消耗限制要求减少工作模式处理时间，所以某些算法特性比较缺乏。
　　通过为高性能、低功耗应用选择合适的3 2位MCU，工程人员可以缓解以上问题带来的影响甚至完全避免这些影响。此外，工程人员通过利用MCU能力的特定固件优化来降低电流消耗，以保证性能和可靠性。
　　● 尽可能使MCU处于其最低功耗、深度休眠模式；
　　● 当执行任务时，固件应处于最低功耗操作状态；
　　● 处理相关的任务，例如执行数字滤波算法，应当使用最快时钟速率，以满足所有其他设计需求；
　　● 时间相关的任务，例如以预定义的波特率通过串口接收数据字节，在设计中使用最慢时钟速率。
　　设计人员应当打破系统固件的体
　　避免执行不必要的任务。当任务必须执行时，驱动的首要任务是使用一种既能满足设计需求又能以尽可能小的电流消耗完成任务的方法。然而，设计人员必须注意：要在保证性能的基础上优化系统。
　　在遥控器示例中，执行电容感应扫描的频率太少将导致丢失按键动作或降低可靠性。如果I R接口无法在高速度下服务，I R命令可能被忽略或曲解。找到性能和功耗之间的平衡点是我们面临的挑战，然而通过精心的规划和设计，以合适的电流消耗满足所有需求，我们将克服这个挑战。
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