மைக்ரோகண்ட்ரோலர் மின் நுகர்வு குறைக்க கடிகார அதிர்வெண்ணை எவ்வாறு மாற்றுவது

பேட்டரி ஆயுளை ஒரே நேரத்தில் அதிகரிக்கும் அதே வேளையில் டெவலப்பர்களுக்கு அதிக அளவு செயல்பாடு மற்றும் செயல்திறனை வழங்குவதில் எப்போதும் சவால் உள்ளது. எலக்ட்ரானிக் தயாரிப்புகளுக்கு வரும்போது, ​​மிக முக்கியமான அம்சம் பேட்டரி நுகர்வு. சாதனத்தின் செயல்பாட்டு நேரத்தை அதிகரிக்க இது முடிந்தவரை குறைவாக இருக்க வேண்டும். சிறிய மற்றும் பேட்டரி மூலம் இயங்கும் பயன்பாடுகளில் சக்தி மேலாண்மை மிகவும் முக்கியமானது. மைக்ரோஅம்பியர் நுகர்வுகளின் வேறுபாடுகள் மாதங்கள் அல்லது வருட இயக்க காலத்திற்கு வழிவகுக்கும், இது சந்தையில் உற்பத்தியின் புகழ் மற்றும் பிராண்டை அதிகரிக்கவோ குறைக்கவோ முடியும். தயாரிப்புகளின் அதிகரிப்பு பேட்டரி பயன்பாட்டின் திறமையான தேர்வுமுறைக்கு தேவைப்படுகிறது. இப்போதெல்லாம், பயனர்கள் சிறிய அளவிலான தயாரிப்புகளுடன் நீண்ட பேட்டரி காப்புப்பிரதியைக் கோருகிறார்கள், எனவே உற்பத்தியாளர்கள் சிறிய பேட்டரி அளவை சூப்பர் லாங் பேட்டரி ஆயுளுடன் கவனம் செலுத்துகின்றனர், இது கேள்விக்குரிய பணியாகும். ஆனால்,பேட்டரி ஆயுளைப் பாதிக்கும் பல காரணிகள் மற்றும் முக்கியமான அளவுருக்களைக் கடந்து டெவலப்பர்கள் பவர் சேவிங் டெக்னாலஜிஸைக் கொண்டு வந்துள்ளனர்.

பயன்படுத்தப்படும் மைக்ரோகண்ட்ரோலர், இயக்க மின்னழுத்தம், தற்போதைய நுகர்வு, சுற்றுப்புற வெப்பநிலை, சுற்றுச்சூழல் நிலை, பயன்படுத்தப்படும் சாதனங்கள், சார்ஜ்-ரீசார்ஜ் சுழற்சிகள் போன்ற பேட்டரி பயன்பாட்டை பாதிக்கும் பல அளவுருக்கள் உள்ளன, சந்தையில் வரும் ஸ்மார்ட் தயாரிப்புகளின் போக்குடன், இது மிகவும் முக்கியமானது முதலில் பயன்படுத்தப்படும் MCU இல் கவனம் செலுத்த, பேட்டரி ஆயுளை மேம்படுத்த. சிறிய அளவிலான தயாரிப்புகளில் சக்தியைச் சேமிக்கும்போது MCU முக்கியமான பகுதியாகிறது. எனவே முதலில் MCU உடன் தொடங்க பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. இப்போது, ​​MCU வெவ்வேறு மின் சேமிப்பு நுட்பங்களுடன் வருகிறது. மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களில் (MCU) மின் நுகர்வு குறைப்பது பற்றி மேலும் அறிய, முந்தைய கட்டுரையைப் பார்க்கவும். இந்த கட்டுரை முக்கியமாக மைக்ரோகண்ட்ரோலரில் மின் நுகர்வு குறைப்பதற்கான முக்கியமான அளவுருவில் கவனம் செலுத்துகிறது, இது கடிகார அதிர்வெண்ணை மாற்றியமைக்கிறதுகுறைந்த சக்தி பயன்பாடுகளுக்கு MCU ஐப் பயன்படுத்தும் போது இது கவனமாக இருக்க வேண்டும்.

மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களில் கடிகார அதிர்வெண்ணை ஏன் மாற்ற வேண்டும்?

மேலே குறிப்பிட்டுள்ள பல அளவுருக்களில், கடிகார அதிர்வெண்ணின் தேர்வு சக்தியைச் சேமிப்பதில் மிக முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களின் இயக்க அதிர்வெண்ணை தவறாக தேர்ந்தெடுப்பது குறிப்பிடத்தக்க சதவீதம் (%) பேட்டரி சக்தியை இழக்க வழிவகுக்கும் என்று ஆய்வு காட்டுகிறது. இந்த இழப்பைத் தவிர்க்க, டெவலப்பர்கள் மைக்ரோகண்ட்ரோலரை இயக்க பொருத்தமான அதிர்வெண் தேர்வை கவனித்துக்கொள்ள வேண்டும். இப்போது, ​​மைக்ரோகண்ட்ரோலரை அமைக்கும் போது, ​​அதிர்வெண் தேர்வு ஆரம்பத்தில் செய்யப்பட வேண்டிய அவசியமில்லை, அதேசமயம் நிரலாக்கத்திற்கும் இடையில் அதைத் தேர்வு செய்யலாம். விரும்பிய இயக்க அதிர்வெண்ணைத் தேர்ந்தெடுக்க பிட் தேர்வோடு வரும் பல மைக்ரோகண்ட்ரோலர் உள்ளன. மைக்ரோகண்ட்ரோலர் பல அதிர்வெண்களில் இயங்க முடியும், எனவே டெவலப்பர்கள் பயன்பாட்டைப் பொறுத்து பொருத்தமான அதிர்வெண்ணைத் தேர்ந்தெடுக்க விருப்பம் உள்ளது.

செயல்திறனில் பல அதிர்வெண்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் விளைவு என்ன?

பல்வேறு அதிர்வெண்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது மைக்ரோகண்ட்ரோலரின் செயல்திறனை பாதிக்கும் என்பதில் சந்தேகமில்லை. மைக்ரோகண்ட்ரோலரைப் பொறுத்தவரை, அதிர்வெண் மற்றும் செயல்திறன் விகிதாசாரமானது என்பது அனைவரும் அறிந்ததே. இதன் பொருள், அதிக அதிர்வெண் குறைவான குறியீடு செயல்படுத்தும் நேரத்தைக் கொண்டிருக்கும், இதனால் நிரல் செயல்பாட்டின் அதிக வேகம் இருக்கும். எனவே இப்போது, ​​அதிர்வெண் மாற்றப்பட்டால் செயல்திறனும் மாறும் என்பது மிகவும் தெளிவாக உள்ளது. ஆனால் மைக்ரோகண்ட்ரோலரின் அதிக செயல்திறனுக்காக டெவலப்பர்கள் ஒரு அதிர்வெண்ணில் ஒட்டிக்கொள்ள வேண்டியது அவசியமில்லை.

குறைந்த அல்லது அதிக அதிர்வெண், எது தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்?

மைக்ரோகண்ட்ரோலர் அதிக செயல்திறனை வழங்க வேண்டியிருக்கும் போது இது எப்போதுமே இல்லை, மைக்ரோகண்ட்ரோலரின் மிதமான செயல்திறன் தேவைப்படும் பல பயன்பாடுகள் உள்ளன, இந்த வகை பயன்பாடுகளில் டெவலப்பர்கள் இயக்க அதிர்வெண்ணை GHz முதல் MHz வரை குறைக்க முடியும் மற்றும் தேவையான குறைந்தபட்ச அதிர்வெண் வரை கூட மைக்ரோகண்ட்ரோலரை இயக்கவும். சில சந்தர்ப்பங்களில், உகந்த செயல்திறன் தேவைப்படுகிறது மற்றும் FIFO இடையகமின்றி வெளிப்புற ஃபிளாஷ் ஏடிசிகளை இயக்கும்போது, ​​அல்லது வீடியோ செயலாக்கம் மற்றும் பல பயன்பாடுகளில், செயல்பாட்டு நேரம் மிகவும் முக்கியமானது என்றாலும், இந்த பகுதிகளில் டெவலப்பர்கள் மைக்ரோகண்ட்ரோலரின் உகந்த அதிர்வெண்ணைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த வகையான சூழலில் பயன்படுத்தினாலும், டெவலப்பர்கள் சரியான வழிமுறையைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் குறியீடு நீளத்தைக் குறைக்க புத்திசாலித்தனமாக குறியிடலாம்.

என்றால்: எ.கா. பொறுத்தவரை 'ஐந்து' லூப் மேலும் வழிமுறைகளுக்கு எடுத்து ஒன்றைப் பயன்படுத்தி இல்லாமல் பணி செய்ய குறைந்த நினைவக பயன்படுத்தும் வழிமுறைகளை பல வரிகளை பயன்படுத்த முடியும் க்கான லூப், பின்னர் டெவலப்பர்கள் பயன்படுத்துவதை தவிர்க்கும் வழிமுறைகளை பல வரிகளை கொண்டு செல்ல முடியும் 'ஐந்து' லூப்.

மைக்ரோகண்ட்ரோலருக்கு பொருத்தமான அதிர்வெண் தேர்வு பணி தேவைகளைப் பொறுத்தது. அதிக அதிர்வெண் என்றால் அதிக மின் நுகர்வு ஆனால் அதிக கணக்கீட்டு சக்தி என்று பொருள். எனவே அடிப்படையில் அதிர்வெண் தேர்வு என்பது மின் நுகர்வுக்கும் தேவையான கணக்கீட்டு ஆற்றலுக்கும் இடையிலான பரிமாற்றமாகும்.

குறைந்த அதிர்வெண்ணில் பணிபுரியும் முக்கிய நன்மை குறைந்த RFI (ரேடியோ அதிர்வெண் குறுக்கீடு) தவிர குறைந்த விநியோக மின்னோட்டமாகும்.

விநியோக நடப்பு (I) = தற்காலிக மின்னோட்டம் (I _q) + (K x அதிர்வெண்)

இரண்டாவது சொல் பிரதானமானது. மைக்ரோகண்ட்ரோலரின் RFI ஆற்றல் மிகவும் சிறியது, அதை வடிகட்ட மிகவும் எளிதானது.

எனவே பயன்பாட்டிற்கு வேகமான வேகம் தேவைப்பட்டால், வேகமாக இயங்குவதைப் பற்றி கவலைப்பட வேண்டாம். ஆனால் மின் நுகர்வு ஒரு கவலையாக இருந்தால், பயன்பாடு அனுமதிக்கும் அளவுக்கு மெதுவாக இயக்கவும்.

கடிகாரம்-அதிர்வெண் மாறுதல் நுட்பம்

பி.எல்.எல் (கட்டங்கள் பூட்டு சுழற்சி) அலகு எப்போதும் அதிக செயல்திறன் கொண்ட எம்.சி.யுவில் அதிக வேகத்தில் இயங்கும். அதிக அதிர்வெண் பிஎல்எல் ஊக்கியாக உள்ளீடு அதிர்வெண் 8 மெகா ஹெர்ட்ஸ் இருந்து 32 மெகா ஹெர்ட்ஸ் எ.கா.. பயன்பாட்டிற்கு பொருத்தமான இயக்க அதிர்வெண்ணைத் தேர்ந்தெடுப்பது டெவலப்பரின் விருப்பமாகும். சில பயன்பாடுகள் அதிவேகத்தில் இயங்கத் தேவையில்லை, அந்த விஷயத்தில் டெவலப்பர்கள் பணியை இயக்க MCU இன் கடிகார அதிர்வெண்ணை முடிந்தவரை குறைவாக வைத்திருக்க வேண்டும். இருப்பினும், பி.எல்.எல் அலகு இல்லாத குறைந்த விலை 8-பிட் எம்.சி.யு போன்ற ஒரு நிலையான அதிர்வெண் இயங்குதளத்தில், செயலாக்க ஆற்றலைக் குறைக்க ஒருவர் அறிவுறுத்தல் குறியீட்டை மேம்படுத்த வேண்டும். மேலும், பி.எல்.எல் அலகு கொண்டிருக்கும் எம்.சி.யு, தரவு செயலாக்க காலத்தில் அதிக அதிர்வெண்ணில் செயல்பட எம்.சி.யுவை அனுமதிக்கும் அதிர்வெண்-மாறுதல் நுட்பத்தின் நன்மைகளைப் பயன்படுத்த முடியாது, பின்னர் தரவு பரிமாற்ற காலத்திற்கு குறைந்த அதிர்வெண் செயல்பாட்டிற்கு திரும்பும்.

அதிர்வெண் மாறுதல் நுட்பத்தில் பி.எல்.எல் அலகு பயன்படுத்துவதை இந்த எண்ணிக்கை விளக்குகிறது.

செயல்பாட்டின் கடிகார மேலாண்மை முறைகளைத் தேர்ந்தெடுப்பது

சில அதிவேக மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள் ஸ்டாப் பயன்முறை, பவர் மேனேஜ்மென்ட் மோட்ஸ் (பி.எம்.எம்) மற்றும் செயலற்ற பயன்முறை போன்ற வெவ்வேறு கடிகார மேலாண்மை முறைகளை ஆதரிக்கின்றன. மின் பயன்முறையில் சாதனத்தின் வேகத்தை மேம்படுத்த பயனரை அனுமதிக்கும் இந்த முறைகளுக்கு இடையில் மாற முடியும்.

தேர்ந்தெடுக்கும் கடிகார மூல

படிக ஆஸிலேட்டர் என்பது எந்த மைக்ரோகண்ட்ரோலரிலும், குறிப்பாக குறைந்த சக்தி செயல்பாட்டின் போது ஒரு பெரிய நுகர்வோர் ஆகும். ஸ்டாப் பயன்முறையிலிருந்து விரைவான தொடக்கங்களுக்கு பயன்படுத்தப்படும் ரிங் ஆஸிலேட்டர், சாதாரண செயல்பாட்டின் போது சுமார் 3 முதல் 4 மெகா ஹெர்ட்ஸ் கடிகார மூலத்தை வழங்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம். பவர்-அப் போது ஒரு படிக ஆஸிலேட்டர் இன்னும் தேவைப்பட்டாலும், படிகத்தை உறுதிப்படுத்தியவுடன், சாதன செயல்பாட்டை ரிங் ஆஸிலேட்டருக்கு மாற்றலாம், இது 25 எம்ஏ அளவுக்கு மின் சேமிப்பை உணர்கிறது.

கடிகார வேகக் கட்டுப்பாடு

மைக்ரோகண்ட்ரோலரின் இயக்க அதிர்வெண் என்பது மின் நுகர்வு தீர்மானிப்பதில் மிகப்பெரிய மிகப்பெரிய காரணியாகும். மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களின் அதிவேக மைக்ரோகண்ட்ரோலர் குடும்பம் வெவ்வேறு கடிகார வேக மேலாண்மை முறைகளை ஆதரிக்கிறது, அவை உள் கடிகாரத்தை மெதுவாக்குவதன் மூலம் அல்லது நிறுத்துவதன் மூலம் சக்தியைப் பாதுகாக்கின்றன. இந்த முறைகள் கணினி டெவலப்பருக்கு செயல்திறனில் குறைந்தபட்ச தாக்கத்துடன் மின் சேமிப்பை அதிகரிக்க அனுமதிக்கின்றன.

நிலையற்ற நினைவகம் அல்லது ரேமில் இருந்து மென்பொருள் செயல்படுத்தல்

தற்போதைய நுகர்வு மதிப்பிடுவதில் நிலையற்ற நினைவுகளிலிருந்து அல்லது ரேம் மூலம் மென்பொருள் செயல்படுத்தப்படுகிறதா என்பதை டெவலப்பர்கள் கவனமாக பரிசீலிக்க வேண்டும். ரேமில் இருந்து செயல்படுத்துவது குறைந்த செயலில் உள்ள தற்போதைய விவரக்குறிப்புகளை வழங்க முடியும்; இருப்பினும், பல பயன்பாடுகள் ரேமிலிருந்து மட்டும் இயக்க போதுமானதாக இல்லை, மேலும் நிலையற்ற நினைவகத்திலிருந்து நிரல்கள் செயல்படுத்தப்பட வேண்டும்.

பஸ் கடிகாரங்கள் இயக்கப்பட்டன அல்லது முடக்கப்பட்டுள்ளன

பெரும்பாலான மைக்ரோகண்ட்ரோலர் பயன்பாடுகளுக்கு மென்பொருள் செயல்பாட்டின் போது நினைவுகள் மற்றும் சாதனங்களுக்கான அணுகல் தேவைப்படுகிறது. இதற்கு பஸ் கடிகாரங்கள் இயக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் செயலில் உள்ள தற்போதைய மதிப்பீடுகளில் பரிசீலிக்கப்பட வேண்டும்.

உள் ஆஸிலேட்டரைப் பயன்படுத்துதல்

உள் ஊசலாட்டங்களைப் பயன்படுத்துவதும் வெளிப்புற ஊசலாட்டங்களைத் தவிர்ப்பதும் குறிப்பிடத்தக்க ஆற்றலைச் சேமிக்கும். வெளிப்புற ஊசலாட்டங்கள் அதிக மின்னோட்டத்தை ஈர்ப்பதால் அதிக சக்தி பயன்பாடு ஏற்படுகிறது. பயன்பாடுகளுக்கு அதிக கடிகார அதிர்வெண் தேவைப்படும்போது வெளிப்புற ஆஸிலேட்டர்கள் பயன்படுத்த அறிவுறுத்தப்படுவதால், ஒருவர் உள் ஆஸிலேட்டரைப் பயன்படுத்த வேண்டும் என்பதும் கடினம் அல்ல.

முடிவுரை

குறைந்த சக்தி உற்பத்தியை உருவாக்குவது MCU இன் தேர்வோடு தொடங்குகிறது மற்றும் சந்தையில் பல்வேறு விருப்பங்கள் கிடைக்கும்போது இது கணிசமாக கடினம். அதிர்வெண்ணின் மாற்றம் மின் பயன்பாட்டில் பெரிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும், மேலும் நல்ல மின் நுகர்வு முடிவையும் கொடுக்கும். அதிர்வெண்ணை மாற்றுவதன் கூடுதல் நன்மை என்னவென்றால், கூடுதல் வன்பொருள் செலவு இல்லை, அதை மென்பொருளில் எளிதாக செயல்படுத்த முடியும். குறைந்த விலை MCU இன் ஆற்றல் செயல்திறனை மேம்படுத்த இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தலாம். மேலும், ஆற்றல் சேமிப்பின் அளவு இயக்க அதிர்வெண்கள், தரவு செயலாக்க நேரம் மற்றும் MCU இன் கட்டமைப்பிற்கு இடையிலான வேறுபாட்டைப் பொறுத்தது. இயல்பான செயல்பாட்டுடன் ஒப்பிடும்போது அதிர்வெண்-மாறுதல் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தும் போது 66.9% வரை ஆற்றல் சேமிப்பை அடைய முடியும்.

நாள் முடிவில், டெவலப்பர்களுக்கு, தயாரிப்புகளின் பேட்டரி ஆயுளை அதிகரிக்கும் போது அதிகரித்த கணினி செயல்பாடு மற்றும் செயல்திறன் நோக்கங்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க சவாலாகும். மிக நீண்ட பேட்டரி ஆயுளை வழங்கும் தயாரிப்புகளை திறம்பட உருவாக்க - அல்லது பேட்டரி இல்லாமல் கூட செயல்பட - கணினி தேவைகள் மற்றும் மைக்ரோகண்ட்ரோலரின் தற்போதைய விவரக்குறிப்புகள் இரண்டையும் ஆழமாக புரிந்து கொள்ள வேண்டும். செயலில் இருக்கும்போது MCU எவ்வளவு மின்னோட்டத்தை பயன்படுத்துகிறது என்பதை மதிப்பிடுவதை விட இது மிகவும் சிக்கலானது. உருவாக்கப்பட்டுள்ள பயன்பாட்டைப் பொறுத்து, அதிர்வெண் மாற்றம், காத்திருப்பு மின்னோட்டம், புற மின்னோட்டம் MCU சக்தியை விட பேட்டரி ஆயுள் மீது குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

MCU கள் அதிர்வெண் அடிப்படையில் எவ்வாறு சக்தியைப் பயன்படுத்துகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள டெவலப்பர்களுக்கு உதவுவதற்காக இந்த கட்டுரை உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் அதிர்வெண் மாற்றத்துடன் உகந்ததாக இருக்கும்.