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解析:低功耗、可穿戴設備的設計

發(fā)布時(shí)間:2015-04-30 責任編輯:echolady

【導讀】近些年可穿戴產(chǎn)品異?;鸨?,低功耗在可穿戴產(chǎn)品中所占的比重非常大,低功耗設計是可穿戴設備面臨的挑戰。該產(chǎn)品正常工作時(shí)的電壓與電流的乘積稱(chēng)為總功耗,是低功耗設計的重點(diǎn)。本文就來(lái)分享可穿戴設備的低功耗設計。

首先,要明白一點(diǎn)就是功耗分為工作時(shí)功耗和待機時(shí)功耗,工作時(shí)功耗分為全部功能開(kāi)啟的功耗和部分功能開(kāi)啟的功耗。這在很大程度上影響著(zhù)產(chǎn)品的功耗設計。

為了降低產(chǎn)品的功耗,在電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)盡量采用低電壓低功耗的產(chǎn)品。比如一個(gè)產(chǎn)品,曾經(jīng)用5v單片機正常工作,后來(lái)又了3.3v的單片機或者工作電壓更低的,那么就是在第一層次中進(jìn)行了低功耗設計,這也就是我們常說(shuō)的研發(fā)前期低功耗器件選擇。這一般需要有廣闊的芯片涉獵范圍或者與供應商有良好的溝通。

其次是模塊工作的選擇控制,一般選擇具有休眠功能的芯片。比如在設計一個(gè)系統中,如果某些外部模塊在工作中是不經(jīng)常使用的,我們可以使其進(jìn)入休眠模式或者在硬件電路設計中采用數字開(kāi)關(guān)來(lái)控制器工作與否,當需要使用模塊時(shí)將其喚醒,這樣我們可以在整個(gè)系統進(jìn)入低功耗模式時(shí),關(guān)閉一些不必要的器件,以起到省電的作用,延長(cháng)了待機時(shí)間。

一般常用方法:①具有休眠模式的功能芯片②MOS管做電子開(kāi)關(guān)③具有使能端的LDO芯片。

再次,選擇具有省電模式的主控芯片?,F在的主控芯片一般都具有省電模式,通過(guò)以往的經(jīng)驗可以知道,當主控芯片在省電模式條件下,其工作電流往往是正常工作電流的幾分之一,這樣可以大大增強消費類(lèi)產(chǎn)品電池的使用時(shí)間。同時(shí),現在一些控制芯片具有雙時(shí)鐘的模式,通過(guò)軟件的配置使芯片在不同的使用場(chǎng)合使用不同的外部始終從而降低其功耗。這與始終分頻器具有異曲同工之妙,不同之處想必就是BOM的價(jià)格問(wèn)題?,F在火爆的APPLE WATCH就是低功耗的一個(gè)例子:全功能運行3-4小時(shí),持續運行18小時(shí)。

主控芯片或者相關(guān)模塊喚醒的方式選擇。通常進(jìn)過(guò)以上的步驟設計好了硬件結構,在系統需要省電,在什么時(shí)候進(jìn)入省電模式,這一般在軟件設計中實(shí)現,但是最主要還是需要根據產(chǎn)品的功能特性來(lái)決定了。當系統進(jìn)入了省電模式,而系統的喚醒也需要控制。一般系統的喚醒分為自動(dòng)喚醒和外部喚醒。

A、自動(dòng)喚醒是使用芯片內部的定時(shí)器來(lái)計時(shí)睡眠時(shí)間,當睡眠時(shí)間達到預定時(shí)間時(shí),自動(dòng)進(jìn)行喚醒。這與我們使用的看門(mén)狗或者中斷有比較相近之處,不同就是其工作與否的時(shí)序。

B、 外部喚醒就是芯片一直處于一種休眠狀態(tài),當有一個(gè)外部事件(主要是通過(guò)接口)來(lái)對芯片進(jìn)行一個(gè)觸發(fā),則芯片會(huì )喚醒,在事件處理之后消除該觸發(fā)事件而在此進(jìn)入休眠狀態(tài)。因此,根據系統的特性,就需要進(jìn)行軟件設計時(shí),來(lái)決定如何使用睡眠及喚醒,以降低系統的功耗。

最后說(shuō)說(shuō)功耗的測試,功耗測試分為模塊功耗和整機功耗,模塊功耗需要測試休眠時(shí)功耗和工作時(shí)功耗。整機功耗分為最大負荷工作時(shí)功耗和基本功能時(shí)功耗和休眠時(shí)功耗。

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