ac - do sistemas em barca dos com baixo consumo de energia - iisemcc++pse-1

Download AC - do Sistemas Em Barca Dos Com Baixo Consumo de Energia - IIsemCC++pSE-1

Post on 10-Oct-2014

116 views

Category:

Documents

9 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

AGENDAPorque projetar sistemas de baixo consumo? Recursos de hardware para baixo consumo Recursos de software para baixo consumo Arquitetura da Texas para o MSP430 Arquitetura da Microchip para os chips PIC A it t d Mi hi hi Arquitetura da Freescale para os chips Flexis Arquitetura da Luminary para o ARM Cortex M3 Tcnicas de software para utilizar um uC em baixo consumowww.techtraining.eng.br Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Aimportnciadeprojetoscombaixoconsumo A importncia de projetos com baixo consumo

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Aimportnciadeprojetoscombaixoconsumo A importncia de projetos com baixo consumoTempodeduraodabateria Tempo de durao da bateria Reduzirdissipaodecalor Reduzir dissipao de calor Reduziracomplexidadedosistema Reduzir a complexidade do sistema Possibilidadedeatenderanovas Regrasparabaixoconsumo Aumentaraconfiabilidadede Backupemaplicaescombateria AumentaradensidadedasPCIs Aumentar a densidade das PCIs Reduziroscustosdeoperao Fazeradiferenciaodoproduto Removercustoscomdissipadores ouventoinhas Odesenvolvimentoficamaisrpido atendimentodemetas Aumentaromercadodeconsumo Aumentar o mercado de consumo Diferenciaodoprodutofinal Diferenciao do produto final Aumentaraperformancedosistema Aumentar a performance do sistema

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Atendimentoa normas internacionais

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Seuprojetopodetrabalharembaixoconsumo? Seu projeto pode trabalhar em baixo consumo?

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Qual a definio de Baixo Consumo? QualadefiniodeBaixoConsumo?Comoosfabricantesdesemicondutoresdefinemoquebaixoconsumo?Medindoacorrenteduranteaoperaonormaldosmicrocontroladores(mAoumA/MHz)

Altosvaloresdecorrenteduranteomododeoperaonormalsignificaaltoconsumo depotncia?Medindoacorrentenacondiodemenorconsumopossvel(nAouuA)

Amenorpotnciapossveldeserconsumidaaparecernacondiodemenor consumo(LowestPowerMode). Serquetemosaplicaesprticasparaisto? Serqueistocomumemaplicaesreais?Medindoaperformanceporwatts(MIPS/Watt)

Serqueistofazsentido? qwww.techtraining.eng.br Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Qual a definio de Baixo Consumo? QualadefiniodeBaixoConsumo?Oqueserbaixoconsumoparaosusuriosdeprodutoscomtecnologia q p p g embarcada?

Medindoaduraodabateria(emanos!)

,semdvidas,omtodopreferidopelosconsumidores d id t d f id l id

Medindoapotnciamdia(Watt/Hour)

Acabaporinfluenciaradurabilidadedabateria Acaba por influenciar a durabilidade da bateriaMediropicodecorrenteconsumido?(mA) Medir o pico de corrente consumido? ( mA )

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

QualadefiniodeBaixoConsumo? Qual a definio de Baixo Consumo?Aplicaescombaterias Aplicaes com baterias Reduzirociclodetrabalho Minimizarcorrentenosmodosdeespera Aplicaesalimentadasnarede Execuoeficiente Minimizarpotnciadinmica Minimizar potncia dinmica Reduzirfrequnciadeclock

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

QualadefiniodeBaixoConsumo? Qual a definio de Baixo Consumo?Tiposdepotnciaconsumida p p PotnciaDinmica Potnciaconsumidaquandoocircuitoestativoe comosciladorfuncionando com oscilador funcionando PotnciaEsttica Potncia Esttica PotnciaconsumidaquandoVDD aplicadoao circuito independentedousodocircuito independente do uso do circuitowww.techtraining.eng.br Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Potnciadinmica Potncia dinmica

dV C=I I = CVf dtC projetodoCI C projeto do CI V tensodefuncionamento f frequnciadeoperaowww.techtraining.eng.br Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

PotnciaEsttica Potncia Esttica

Correntesdefugadostransistores Correntes de f ga dos transistores Causadapor: Causada por:Geometriadoprocessodeconstruo Tensoaplicada p p Temperaturadeoperaowww.techtraining.eng.br Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

PotnciaTotal Potncia TotalOnde: f frequnciadeoperaodosistema A fatordeatividadedasportaslgicas Ishort corrente de curto circuito por tempo correntedecurtocircuitoportempo Ileak correntedefugadodispositivo V tensodealimentaoOprimeirotermodaequaoreferenteapotnciadinmica,osegundotermoparaa condiodecurtocircuito(poucopresenteemmicrocontroladores)eoterceirotermo referenteapotnciaesttica. referente a potncia esttica.www.techtraining.eng.br Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Clculodoconsumo Clculo do consumo621uA (744us 621uA*(744us + 580us) 301.1uA*(275us) 46.9uA*(40ms) ( ) 2uA*(0.9582) 4.93uA averageICC Consumptio on C

Note: Drawing not to scale

0

Time (sec)

1

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Fatoresqueafetamoconsumo F t f t Q Quantosequaissoosmodosdebaixoconsumode i d d b i d umC QualavelocidadedeclockdoC OconsumodosperifricosdesteC Portas de entrada e sada projetadas para baixo Portasdeentradaesadaprojetadasparabaixo consumo Perodoparaaretiradadeummododebaixoconsumo Tecnologia de construo do semicondutor Tecnologiadeconstruodosemicondutorwww.techtraining.eng.br Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Modosdebaixoconsumo Modos de baixo consumoQuantossoosmodosdeoperaodeumCequaissoeles?

Apenasummodo?ParasairdestemodoprecisoresetaroC?Quaissoascaractersticasdeoperaoemcadaumdestesmodos?

Qualamximavelocidadeemquesepodeoperaremcadamodo?Utilizarummododebaixoconsumopossvelemsuaaplicao? Utilizar um modo de baixo consumo possvel em sua aplicao?

QualotemponecessrioparaqueoCretorneafuncionarapsentraremum mododebaixoconsumo? Estetempoadequadoasuaaplicao? OquecontinuafuncionandoemseuCenquantoelepermaneceemmodode O que continua funcionando em seu C enquanto ele permanece em modo de baixoconsumo? ComoeuretiroomeuCdomododebaixoconsumo?www.techtraining.eng.br Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Modosdebaixoconsumo Modos de baixo consumo FreescaleModeStop2 with RTC (1kHz LPO) Stop3 with RTC (32kHz crystal) Run (FBELP) ADC off Run (FBELP) ADC reading Run (FEE/FEI) ADC reading Run (FEE/FEI) ADC off

DescriptionExternal clock is off; RTC is running with internal reference clock

S08 670 nA

V1 670 nA

External clock is on at 32 kHz; RTI is running off external clock

920 nA

980 nA

Core is fully functional at 16 kHz bus speed. Clock gates are closed on all unused modules. ADC in low-power mode Core is fully functional at 16 kHz bus speed. Clock gates are closed on all unused modules. ADC in low-power mode Core is fully functional at 8 MHz bus speed. Clock gates are closed on all unused modules. ADC in high speed mode Core is fully functional at 24 MHz bus speed. Clock gates are closed on all unused modules. SCI baud = 115.2 kbps Prof. Alessandro F. Cunha

22 uA

50 uA

224 uA

252 uA

5.1 mA

11.9 mA

12 mA

27 mA

www.techtraining.eng.br

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Modosdebaixoconsumo Modos de baixo consumo MSP430

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Modosdebaixoconsumo Modos de baixo consumo PIC18F46J11

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Modosdebaixoconsumo Modos de baixo consumo Microchip

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Modosdebaixoconsumo Modos de baixo consumo Stellaris

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Tempoparasairdeummododebaixoconsumo Tempo para sair de um modo de baixo consumoInterrupo

DCO

NECESSRIO AGUARDAR A ESTABILIZAO DO CLOCK????

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA s ay0 5 U a o o e o pa so slay015 UltraLowPowerComparison:MSP430vs.MicrochipXLPTechBrief S 30 s c oc p ec ef

www.techtraining.eng.br

Prof. Alessandro F. Cunha

PROJETANDO SISTEMAS EMBARCADOS COM BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

VelocidadedaCPU Velocidade da CPUVelocidadepodematarseuprojeto!!!!

ApotnciaconsumidapelasmodernasarquiteturasCMOSsoquasesempre dominadasporquorpidoumdispositivopodeserchaveado. Comoregrageral,pode sedizerqueaodobraravelocidade,dobra setambma Como regra geral, podese dizer que ao dobrar a velocidade, dobrase tambm a potnciadissipada. Nosgeralment