低功耗软件开发延长电池使用寿命

2015-08-18 14:34:30来源: EEWORLD
  电池技术的创新并不像其它技术优势那样迅速。每隔十年,电池容量就会增加一倍,同时市场对于电池工艺的要求也越来越高,这给电池开发人员带来了许多艰巨的挑战。电池开发人员在设计电池供电系统时经常会发现,虽然系统硬件的效率提高了,但电池的功耗却往往比预期高出很多。实际上,在优化嵌入式系统时,硬件只是必须考虑的因素之一,另一个不可或缺的因素则是软件。

  如果电池开发人员希望电池发挥最佳性能,可以通过管理微控制器 (MCU) 软件的方法来解决。在着手开始之前,不妨先参考以下技巧:

1. 尽可能增加MCU待机时间—MCU在待机模式下的电流通常比激活模式要低几个数量级。这是由于MCU在等待状况下,非必要外设和系统模块会进行电源门控。

2. 巧用中断来控制程序流—这个技巧关系着代码的执行效率。在MCU中,每执行一行代码都会消耗时钟周期,这反过来会影响系统电池的使用寿命。但如果合理使用中断,就可以根据系统状态来确定执行哪一部分代码,从而做出智能化的决定。

3. 用外设硬件替代软件函数—电池系统软件在执行加密等安全函数时,通常需要执行成千上万条代码。但如果采用TI低功耗MSP MCU,就可以使系统在执行128位加密函数时将时钟周期从6600个减少到168个。这是因为这款MCU包含了硬件模块。此外,如msp430/f/55/t/69013.aspx?pi2132219853=1&keyMatch=%E7%A1%AC%E4%BB%B6%E4%B9%98%E6%B3%95%E5%99%A8&tisearch=Search-CN-Everything">硬件乘法器等TI的一些简单模块能够大大简化数学函数,也可以帮助实现类似的功能。

4. 管理MCU内部外设的功耗—即使处于非待机模式,也应该关闭不必要的外设以降低功耗。

5. 管理MUC外部器件的功耗—在需要尽可能延长电池的使用寿命时,除了关闭非必要的MCU内部组件,还可使用系统中的MCU来打开或关闭外部器件。

6. 谨慎选择MCU器件类型—需注意的是,不同MCU的功能千差万别。同时,在激活和待机两种模式下,不同应用对MCU的需求也会相应发生变化。因此,工程师在设计电池系统时,应该选择针工作周期优化的MCU。此外还需注意,对于那些频繁在激活与待机模式间切换的应用,唤醒系统所需的时间也是一个非常重要的因素。

    总之,高效软件绝对是确保电池使用寿命最大化的“必杀技”。上述技巧和窍门可以帮助电池开发人员设计高效软件,不过还有其它很多因素需要考虑。此外,通过优化工具也可以帮助延长电池使用寿命。如果采用TI的MCU来设计电池系统,可以通过TI软件优化选项来帮助简化开发流程。比如在刚开始设计电池系统时,TI的ULP Advisor可以根据超低功耗清单来帮助检查代码,并提供可能的软件改进建议。在设计中期,TI的EnergyTrace™ 技术可以提供实时功率测绘功能,以便工程师查看MCU每一个位置上的精确功耗值。如需了解更多TI超低功耗MCU和软件的相关信息,敬请访问TI MSP产品介绍。

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关键字:低功耗  软件开发  电池寿命  TI

编辑:chenyy 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2015/0818/article_26240.html
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