microcontroller - マイクロコントローラのエネルギー効率係数

Question

マイクロコントローラはどのようにして高いエネルギー効率を達成できるのでしょうか? 時間トリガー、イベント トリガー、またはスリープ時間を使用していますか?

それらを効率的にするために適用できる他のテクニックは何ですか?

Answer 1

最近のほとんどのマイクロプロセッサには、いくつかのレベルの低エネルギー モード動作があります。これらのモードは特定のマイクロに非常に固有のものですが、チップを実行するために使用されるクロックまたはクロックをオフにする共通点があります。高速クロックを実行すると、かなりの電力が消費されることが判明しました。したがって、エネルギー節約の第 1 のレベルは、やるべき仕事がないときは高速クロックをオフにすることです。多くのチップには、RAMへの電力を削減する（およびその内容を失う）まで、他のモードがあり、リセットによってのみ目覚めることができます。この場合も、詳細はマイクロプロセッサに依存するため、これらの詳細はシステム設計全体で慎重に検討する必要があります。

ソフトウェアは、エネルギー消費において重要な役割を果たします。バッテリー駆動のデバイスの場合、エネルギーを節約する方法は、マイクロを実行せず、できるだけスリープ状態を維持することです。そのため、ソフトウェア設計では、何かをポーリングするためだけに定期的にウェイク アップし、何もする必要がないことを検出してスリープ状態に戻ることを避ける必要があります。目標は、時間ベースのアクティビティに関しても、厳密にイベント ドリブンにすることです。目的は、部屋に入り、必要なことを済ませ、再び眠りにつくことです。このような設計は、多くの場合、ハードウェアによって検出され、割り込みによって通知される環境での出来事によってトリガーされる性質上、反応的です。

最近のほとんどのマイクロコンピュータには、CPU 自体を介さずに多くのシステム アクティビティを実行できる一連の高度な周辺機器が搭載されています。これは、電力消費を削減するためのもう 1 つのシステム手法です。ハードウェアで実行してください。ほとんどの場合、ハードウェアで処理を行う方が電力効率が高くなります。そのため、DMA、タイマー駆動の ADC などの技術も、システムの消費電力を削減するために重要です。多くの超低電力デバイスには、システムの機能を実行するために必要な CPU 時間を削減するためのカスタム ハードウェアとして、システムの重要なコンポーネントがあります。