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设计人员如何设计低功耗的智能手表?

2021-02-17 00:07

本文摘要:减少充电电池使用期是智能手表的主要产品研发考虑。为达成共识此一总体目标,设计方案工作人员需配搭在工作中/动态性模式下功耗较低,且能另外维持高性能运行的微控制器(MCU),并导入比较慢清醒作用,便于让MCU尽可能正处在休眠模式或闲置不用模式,更进一步降低系统软件整体功耗。 说白了的智能手表该怎样界定呢?大部分,智能手表是设计方案成腕表外观、应戴式的计算设备,当和智能化手机无线联接时,可获得更强的智能化作用。 一般罕见的作用还包含了日历表通告、电子邮箱或简讯提示。

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减少充电电池使用期是智能手表的主要产品研发考虑。为达成共识此一总体目标,设计方案工作人员需配搭在工作中/动态性模式下功耗较低,且能另外维持高性能运行的微控制器(MCU),并导入比较慢清醒作用,便于让MCU尽可能正处在休眠模式或闲置不用模式,更进一步降低系统软件整体功耗。  说白了的智能手表该怎样界定呢?大部分,智能手表是设计方案成腕表外观、应戴式的计算设备,当和智能化手机无线联接时,可获得更强的智能化作用。

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一般罕见的作用还包含了日历表通告、电子邮箱或简讯提示。若是另外还内辟传感器,如加速度传感器或溫度激光传感器等,智能手表就必须帮助纪录与监管使用人的健身运动施工进度、展示出和颤动亲率等。一些腕表还能操控歌曲、载入简讯,乃至能运用使用人手机上的手机蓝牙低功耗(LowEnergy,LE)联接,必需运用腕表接电话。

  那麼,对智能手表的开发者来讲,什么叫重要的设计方案考虑?在设计产品全过程中,很更非常容易不容易不心理状态费尽心思加进更为多、更为强悍的作用。但是性能强悍的腕表应用程序,一般来说得加上较为强悍的CPU,而强悍的CPU却通常很用电量,导致具有特分实际效果的性能提升 ,就是这样被功耗冲抵掉。确是,即使其作用再作强悍,谁不容易不肯卖一个间距好多个钟头就需要充电电池一次的智能手表?  为了更好地要减少充电电池的用以時间,最烂的方法便是在充分考虑系统软件的心血管,也就是中间微控制器(MCU)时,随意选择在工作中/动态性模式下功耗较低的元器件。

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  在控制系统设计上(图2),必不可少让智能手表的中间微控制器,必须在绝大多数時间维持在睡眠质量中模式,而当系统软件必不可少被清醒来执行每日任务时,必须不危害系统软件展示出,并在最少的時间内被清醒。  图2智能化腕表框架图  工作中/动态性模式下维持低功耗  自然,设计方案工作人员期待能不在英勇献身性能的前提条件下具有最少功耗的工作模式,殊不知假如仅仅一味降低在工作中/动态性模式下的功耗,也不会因而降低了微控制器的计算速率,导致微控制器将花销更为多時间正处在工作模式,才可以把每日任务执行顺利完成并转到功耗更为较低的睡眠质量中模式,最终反倒不容易降低系统软件的均值功耗。

此外大家都告知,系统软件的作业者工作电压就越较低,就越能减少充电电池的使用寿命。一些微控制器宣称工作标准电压可低至1.8安培(V),但本质上,当其工作标准电压在1.8V时,不但计算速率降低,另外一些附近作用有可能没法长期运行,这种都并不是了解能帮助系统软件减少功耗的技术性。  现阶段销售市场上了解商家开售能在低功耗的情况下维持高性能运行的微控制器。

如爱特梅尔(Atmel)的SAM4L微控制器系列产品,就必须在无须变化产品型号的状况下,保持较低至1.68V的工作标准电压,而且维持最少性能,且其外场附近作业者也不受影响。依据费氏(Fibonacci)标准,该系列产品是目前市面上具有小于工作中/动态性模式功耗(90A/MHz)的ARMCortex-M4微控制器。若再作多方面应用输出功率调整(PowerScaling)技术性,能够更进一步平衡仅次时脉速率和功耗(图3)。

  图3SAM4L微控制器在工作模式下的功耗展示出  此外,假如设计方案工作人员配搭的微控制器必须获得各有不同的电压调节器随意选择,可更进一步降低在工作中/动态性模式下的系统软件功耗。比如变压或电源稳压器必须在作业者工作电压为2~3.6V时获得高些的输出功率,或者线形稳压电源在1.68~3.6V的范畴内运行,具有较高的抗噪性,而在超过2.3V范畴内控制器则可超出最少输出功率。


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