Firmware - Aprile 2014 / N°99 - (Page 25)

Figura 2: Correnti di dissipazione di un transistor NMOS stemi, considerare e capire ciò che causa il consumo di energia e individuare dove operare in termini di minimizzazione del consumo per realizzare un sistema realmente low-power. Figura 3: Paragone di consumo di processi produttivi spositivo è comunque collegato ad una FONTI PRINCIPALI DI CONSUMO DI ENERGIA Nei dispositivi CMOS come i microcontrollori, il consumo di energia si può dividere in due ampie categorie: dinamico e statico. Il primo consiste nel consumo che si ha durante l' esecuzione di codice e task, il secondo si ha in assenza di esecuzione, quando il di- fonte di alimentazione. CONSUMO DINAMICO Il consumo dinamico di energia si riferisce alla corrente assorbita durante le normali operazioni di una MCU. Include le perdite che si hanno nei circuiti CMOS a commutazione e le correnti di Microchip Low Power Design Center, www.microchip.com B. Ivey,AN1267, "nano Watt and nano Watt XLP™ Technologies: An Introduction to Microchip's Low-Power Devices" (DS012677), Microchip technology Inc. 2009. AN1416 ,"Low-Power Design Guide". polarizzazione di elementi attivi dei circuiti, come i convertitori A/D o gli oscillatori. Per capire l'origine delle perdite dei circuiti switching, si può considerare un inverter CMOS, riportato in figura 1. L'inverter illustrato consuma poco o nulla quando la tensione in ingresso è VDD o VSS. Quando la tensione passa da VDD a VSS si ha un periodo di transizione in cui il PMOS e l'NMOS funzionano entrambi nella regione lineare con scorrimento di corrente da V DD verso massa. In un sistema reale, il bus di output costituisce una capacità di carico che si carica e si scarica in corrispondenza del cambiamento dello stato logico e quindi rappresenta un consumo di corrente addizionale. Il con- sumo medio che si può attribuire alle perdite di commutazione di un singolo 2 gate si può definire dall'equazione P=V x f x C, dove V è la tensione di alimentazione, f è la frequenza di commutazione e C è la capacità di carico. Questa equazione vale per un singolo circuito CMOS, non per la MCU nel suo complesso: in questo caso questa equazione si moltiplica per un fattore di scala che varia in relazione alla frequenza di commutazione di tutti i gate nel circuito. L'equazione rivela alcuni punti importanti da considerare per controllare il consumo dinamico di energia; il primo punto è la tensione, che compare al quadrato e può avere un' importanza significativa sul consumo. Un'altra considerazione da fare è legata alla possibilità di modificare qualcuno dei componenti del sistema: ogni sistema ha delle funzionalità che possono limitare la possibilità del progettista di agire su tensione, frequenza o capacità di carico. La capacità dipende dal layout e struttura interni della MCU, dalle tecniche di progettazione; si possono preferire alcune caratteristiche della MCU e non ricorrere ad altre. Le capacità esterne di carico, di valore maggiore di quelle che dipendono dal layout interno,e segnali presenti sui pin I/O si possono prendere in considerazione nella progettazione. Maggiori dettagli si possono trovare nell' AN 1416 "Low-Power Design Gui- FOCUS ON SKILLS INSIDE TOOLS ANALOG TIPS'N TRICKS MARKET NEWS SPOTLIGHT EVENTS ZAPPING MEMBERSHIP http://www.microchip.com

Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Aprile 2014 / N°99

TIPS'n tricks
FOCUS on Gecko, i Micro Ultra Low Power
SKILLs
Usare l’oversampling con gli AD7960/61
Bootloader secondario via I2C
INside
Low-Power Design Guide
STM8S: utilizzo del convertitore A/D
Applicazioni USB con MSP430
ANALOG Sensore PWM di prossimità e luce ambiente
TOOLS Il Serial Programmer di Renesas
SPOTlight
LTM®8028: Basso Rumore, Alta Precisione
M2M Forum a Milano: il futuro che è già qui
EVENTS zapping
News
Guida

Firmware - Aprile 2014 / N°99

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