设计人员如何设计低功耗的智能手表?|亚博app安全有保障

作者:亚博APP安全有保障  时间:2021-06-04  浏览量:25880

本文摘要:缩短电池使用寿命是智能手表的首要研发考量。

缩短电池使用寿命是智能手表的首要研发考量。为达成协议此一目标,设计人员需搭配在工作/动态模式下功耗较低,且能同时保持高性能运作的微控制器(MCU),并引入较慢苏醒功能,以便让MCU尽量正处于休眠状态或闲置模式,更进一步减少系统总体功耗。  所谓的智能手表该如何定义呢?基本上,智能手表是设计成手表外型、可戴式的运算装置,当和智慧型手机无线联结时,可获取更好的智慧型功能。一般少见的功能还包括了日历通报、电子邮件或简讯提醒。

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若是同时还内辟感应器,如加速度计或温度感测器等,智能手表就需要协助记录与监控使用者的运动工程进度、展现出和跳动亲率等。有些手表还能掌控音乐、加载简讯,甚至能利用使用者手机的蓝牙低功耗(LowEnergy,LE)联结,必要利用手表接听电话。  那么,对智能手表的开发人员而言,什么是关键的设计考量?在产品设计过程中,很更容易不会不心态地想加到更加多、更加强劲的功能。不过性能强劲的手表应用程式,一般来说得配上比较强劲的处理器,而强劲的处理器却往往很耗电量,造成具备特分效果的性能提高,就这样被功耗抵销掉。

却是,就算其功能再行强劲,谁不会不愿卖一个间隔几个小时就要电池一次的智能手表?  为了要缩短电池的用于时间,最差的办法就是在考虑到系统的心脏,也就是中央微控制器(MCU)时,自由选择在工作/动态模式下功耗较低的元件。  在系统设计上(图2),必需让智能手表的中央微控制器,需要在大部分时间保持在睡眠中模式,而当系统必需被苏醒来继续执行任务时,需要不影响系统展现出,并在最短的时间内被苏醒。  图2智慧型手表结构图  工作/动态模式下保持低功耗  当然,设计人员期望能在不壮烈牺牲性能的前提下具备最低功耗的工作模式,然而如果只是一味减少在工作/动态模式下的功耗,也不会因此减少了微控制器的运算速度,造成微控制器将花费更加多时间正处于工作模式,才能把任务继续执行已完成并转入功耗更加较低的睡眠中模式,最后反而不会减少系统的平均值功耗。另外大家都告诉,系统的操作者电压就越较低,就越能缩短电池的寿命。

有些微控制器声称工作电压可低至1.8伏特(V),但实质上,当其工作电压在1.8V时,不仅运算速度减少,同时某些周边功能有可能无法长时间运作,这些都不是知道能协助系统降低功耗的技术。  目前市场上有数业者发售能在低功耗的情形下保持高性能运作的微控制器。如爱特梅尔(Atmel)的SAM4L微控制器系列,就需要在不必转变产品规格的情况下,维持较低至1.68V的工作电压,并且保持最低性能,且其外围周边操作者不不受影响。根据费氏(Fibonacci)基准,该系列是市面上享有低于工作/动态模式功耗(90A/MHz)的ARMCortex-M4微控制器。

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若再行加以运用功率调节(PowerScaling)技术,可以更进一步均衡仅次于时脉速度和功耗(图3)。  图3SAM4L微控制器在工作模式下的功耗展现出  除此之外,如果设计人员搭配的微控制器需要获取有所不同的电压调节器自由选择,可更进一步减少在工作/动态模式下的系统功耗。例如升压或电源稳压器需要在操作者电压为2~3.6V时获取更高的功率,或是线性稳压器在1.68~3.6V的范围内运作,具备较高的抗噪性,而在大于2.3V范围内调节器则可超过最低功率。


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