低功耗嵌入式系統(tǒng)的設計考量：設計實例及功耗性能權衡

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 低功耗嵌入式系統(tǒng)的設計考量：設計實例及功耗性能權衡 發(fā)送器： 該模塊發(fā)送鎖定狀態(tài)至接收端，等待響應，以使用新狀態(tài)更新閃存。 在整個系統(tǒng)未使用時，它會保持在“關斷”狀態(tài)。當用戶按下發(fā)送器上的開關時，整個系統(tǒng)的電源就會打開。系統(tǒng)初始化后，PSoC 4會讀取自己的閃存行，獲得當前的鎖定狀態(tài)，然后用該鎖定狀態(tài)更新該段LCD。接下來2秒鐘后，CPU會配置看門狗定時器，喚醒系統(tǒng)，然后再進入深度睡眠低功耗模式。 2秒鐘的深度睡眠時間可用來為終用戶提供兩種特性： 1. 濾除用戶誤按按鈕操作。 如果用戶在系統(tǒng)喚醒前釋放開關（2秒鐘），系統(tǒng)會在不改變當前狀態(tài)的情況下返回低功耗模式。

2、這種延遲可用作一種特性，允許用戶在不觸發(fā)狀態(tài)的情況下檢查當前狀態(tài)。為此，用戶可以短暫地按下開關，在屏幕上出現(xiàn)之前狀態(tài)后將其釋放。 賽普拉斯提供經(jīng)預先測試、生產就緒的易用型應用編程接口（API）來簡化對PSoC的編程。但在調用API時，需要多個時鐘周期在協(xié)議棧中存儲當前狀態(tài)，隨后執(zhí)行API，再退出API。如果要降低功耗，每一個時鐘轉換都得考慮。要減少時鐘轉換數(shù)量，需要直接寫入存放器，而不是調用API來完成。此外，賽普拉斯還可為您提供簡單易使的宏命令，以完成存放器寫入。 SPI_TX_FIFO_WR_REG = WRITE | RX_ADDR_P0； SPI_TX_FIFO_WR_REG = 0

3、x12； SPI_TX_FIFO_WR_REG = 0 x34； SPI_TX_FIFO_WR_REG = 0 x56； SPI_TX_FIFO_WR_REG = 0 x78； SPI_TX_FIFO_WR_REG = 0 x9A； WFI； SPI_TX_FIFO_WR_REG = ACTIVATE； SPI_TX_FIFO_WR_REG = 0 x73； WFI； 在該代碼中，沒有使用隨PSoC創(chuàng)立器提供的“SPI_SpiUartWriteTxData”，直接更新SCB FIFO發(fā)送數(shù)據(jù)。在加載具有所需值的FIFO后，調用“WFI”裝配函數(shù)使PSoC 4進入睡眠模式。當SPI發(fā)送完FIFO

4、中存儲的全部數(shù)據(jù)后，它可生成一個中斷來喚醒PSoC 4，并重復這個過程。 與LCD顯示屏相似，PSoC創(chuàng)立器提供用于簡化編程的API。要優(yōu)化系統(tǒng)實現(xiàn)低功耗，這些API可采用所需的存放器寫入代替。使用這些存放器寫入可減少系統(tǒng)周期數(shù)，從而可降低功耗： CY_SET_REG32(CYREG_LCD_DATA02, 0 x10000000)； CY_SET_REG32(CYREG_LCD_DATA03, 0 x10000011)； 電池使用壽命： 因為我們知道Q = CV (i) 這里C = 2200 x 10-6 F x 4 = 8800 x 10-6,V = 3 V Q = 8800 x 10-6

5、 x 3 = 26.4 mC 發(fā)送器可從全部充滿電的大容量電容器發(fā)送回顯信息50次。系統(tǒng)在電壓到達1.65V時開始工作。因此系統(tǒng)使用的電荷量為： Qused = 8800 x 10-6 x (3 1.65) = 11.88 mC (ii) Qper ping = Qused發(fā)送回顯信息的次數(shù)= 11.88 mC / 50 = 236 C (iii) 標準鈕扣電池的額定容量為200mAHr。 由于我們知道Q = I x t 因此Qbatt = 200 x 10-3 x 1Hr = 200 x 10-3 x 3600s = 720 C 由于存在各種物理限制，因此我們永遠也無法完全使用電池的能量。假設我們能夠使用電池所存儲總能量的50%。 那么Qbatt-available = 720 x 0.5 = 360 C 電池能夠支持的發(fā)送回顯信息次數(shù)為 = Qbatt-available / Qper ping = 360 / (236 x 10-6) = 1.525 x 106 假設每天發(fā)送20次回顯信息，電池使用壽命就為= 1.525 x 106