మైక్రోకంట్రోలర్ విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించడానికి క్లాక్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఎలా సవరించాలి

బ్యాటరీ జీవితాన్ని ఏకకాలంలో పెంచేటప్పుడు అధిక స్థాయి కార్యాచరణ మరియు పనితీరును అందించడంలో డెవలపర్‌లకు ఎల్లప్పుడూ సవాలు ఉంటుంది. ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తుల విషయానికి వస్తే, బ్యాటరీ వినియోగం చాలా ముఖ్యమైన లక్షణం. పరికర ఆపరేషన్ సమయాన్ని పెంచడానికి ఇది సాధ్యమైనంత తక్కువగా ఉండాలి. పోర్టబుల్ మరియు బ్యాటరీతో నడిచే అనువర్తనాల్లో శక్తి నిర్వహణ చాలా కీలకం. మైక్రోఅంపీర్ వినియోగాల యొక్క తేడాలు నెలలు లేదా సంవత్సరాల ఆపరేటింగ్ జీవితానికి దారి తీస్తాయి, ఇవి మార్కెట్లో ఉత్పత్తి యొక్క ప్రజాదరణ మరియు బ్రాండ్‌ను పెంచుతాయి లేదా తగ్గించవచ్చు. ఉత్పత్తుల పెరుగుదల బ్యాటరీ వినియోగం యొక్క మరింత సమర్థవంతమైన ఆప్టిమైజేషన్ను కోరుతుంది. ఈ రోజుల్లో, వినియోగదారులు కాంపాక్ట్ సైజు ఉత్పత్తులతో ఎక్కువ బ్యాటరీ బ్యాకప్‌ను కోరుతున్నారు, కాబట్టి తయారీదారులు చిన్న బ్యాటరీ పరిమాణంపై సూపర్ లాంగ్ బ్యాటరీ జీవితంతో దృష్టి సారిస్తున్నారు, ఇది ప్రశ్నార్థకమైన పని. కానీ,బ్యాటరీ జీవితాన్ని ప్రభావితం చేసే అనేక అంశాలు మరియు క్లిష్టమైన పారామితుల ద్వారా వెళ్ళిన తరువాత డెవలపర్లు పవర్ సేవింగ్ టెక్నాలజీస్‌తో ముందుకు వచ్చారు.

ఉపయోగించిన మైక్రోకంట్రోలర్, ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్, ప్రస్తుత వినియోగం, పరిసర ఉష్ణోగ్రత, పర్యావరణ పరిస్థితి, ఉపయోగించిన పెరిఫెరల్స్, ఛార్జ్-రీఛార్జ్ సైకిల్స్ వంటి బ్యాటరీ వినియోగాన్ని ప్రభావితం చేసే అనేక పారామితులు ఉన్నాయి. మార్కెట్లో స్మార్ట్ ఉత్పత్తుల ధోరణితో, ఇది చాలా ముఖ్యం మొదట ఉపయోగించిన MCU పై దృష్టి పెట్టడానికి, బ్యాటరీ జీవితాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి. చిన్న పరిమాణ ఉత్పత్తులలో శక్తిని ఆదా చేసేటప్పుడు MCU క్లిష్టమైన భాగం అవుతుంది. కాబట్టి మొదట MCU తో ప్రారంభించాలని సిఫార్సు చేయబడింది. ఇప్పుడు, MCU విభిన్న విద్యుత్ పొదుపు పద్ధతులతో వస్తుంది. మైక్రోకంట్రోలర్స్ (MCU) లో విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించడం గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి, మునుపటి కథనాన్ని చూడండి. ఈ వ్యాసం ప్రధానంగా మైక్రోకంట్రోలర్‌లో విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించే ముఖ్యమైన పరామితిపై దృష్టి పెడుతుంది, ఇది గడియార ఫ్రీక్వెన్సీని సవరించుకుంటుందితక్కువ విద్యుత్ అనువర్తనాల కోసం MCU ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు జాగ్రత్త తీసుకోవాలి.

మైక్రోకంట్రోలర్లలో క్లాక్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఎందుకు సవరించాలి?

పైన పేర్కొన్న అనేక పారామితులలో, గడియార పౌన frequency పున్యం యొక్క ఎంపిక శక్తిని ఆదా చేయడంలో చాలా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. మైక్రోకంట్రోలర్‌ల ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని తప్పుగా ఎంచుకోవడం వల్ల బ్యాటరీ శక్తి గణనీయమైన శాతం (%) నష్టానికి దారితీస్తుందని అధ్యయనం చూపిస్తుంది. ఈ నష్టాన్ని నివారించడానికి, మైక్రోకంట్రోలర్‌ను అమలు చేయడానికి డెవలపర్లు తగిన ఫ్రీక్వెన్సీ ఎంపికను జాగ్రత్తగా చూసుకోవాలి. ఇప్పుడు, మైక్రోకంట్రోలర్‌ను ఏర్పాటు చేసేటప్పుడు, ఫ్రీక్వెన్సీ ఎంపిక ప్రారంభంలో చేయవలసిన అవసరం లేదు, అయితే ప్రోగ్రామింగ్ మధ్య కూడా దీన్ని ఎంచుకోవచ్చు. కావలసిన ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఎంచుకోవడానికి బిట్ ఎంపికతో వచ్చే చాలా మైక్రోకంట్రోలర్ ఉన్నాయి. మైక్రోకంట్రోలర్ బహుళ పౌన encies పున్యాల వద్ద నడుస్తుంది, కాబట్టి డెవలపర్‌లు అనువర్తనాన్ని బట్టి తగిన ఫ్రీక్వెన్సీని ఎంచుకునే అవకాశం ఉంటుంది.

పనితీరుపై బహుళ పౌన encies పున్యాలను ఎంచుకోవడం యొక్క ప్రభావం ఏమిటి?

వివిధ పౌన encies పున్యాలను ఎంచుకోవడం మైక్రోకంట్రోలర్ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుందనడంలో సందేహం లేదు. మైక్రోకంట్రోలర్ పరంగా, ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు పనితీరు అనులోమానుపాతంలో ఉన్నాయని అందరికీ తెలుసు. దీని అర్థం, ఎక్కువ పౌన frequency పున్యం తక్కువ కోడ్ అమలు సమయం కలిగి ఉంటుంది మరియు తద్వారా ప్రోగ్రామ్ ఎగ్జిక్యూషన్ యొక్క ఎక్కువ వేగం ఉంటుంది. కాబట్టి ఇప్పుడు, ఫ్రీక్వెన్సీ మార్చబడితే పనితీరు కూడా మారుతుందని చాలా స్పష్టంగా ఉంది. కానీ పలు డెవలపర్లు దీన్ని కేవలం మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క అధిక పనితీరుని కొరకు ఒక పౌనఃపున్యం వద్ద స్టిక్ అవసరం అవసరం లేదు.

తక్కువ లేదా అధిక పౌన frequency పున్యం, ఏది ఎంచుకోవాలి?

మైక్రోకంట్రోలర్ అధిక పనితీరును అందించాల్సి వచ్చినప్పుడు ఇది ఎల్లప్పుడూ ఉండదు, మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క మితమైన పనితీరు అవసరమయ్యే అనేక అనువర్తనాలు ఉన్నాయి, ఈ రకమైన అనువర్తనాలలో డెవలపర్లు ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని GHz నుండి MHz వరకు తగ్గించవచ్చు మరియు కనీస ఫ్రీక్వెన్సీకి కూడా అవసరం మైక్రోకంట్రోలర్‌ను అమలు చేయండి. కొన్ని సందర్భాల్లో, వాంఛనీయ పనితీరు అవసరం మరియు FIFO బఫర్ లేకుండా బాహ్య ఫ్లాష్ ADC లను డ్రైవింగ్ చేసేటప్పుడు లేదా వీడియో ప్రాసెసింగ్ మరియు అనేక ఇతర అనువర్తనాలలో అమలు సమయం చాలా కీలకం అయినప్పటికీ, ఈ ప్రాంతాల్లో డెవలపర్లు మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క వాంఛనీయ పౌన frequency పున్యాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. ఈ రకమైన వాతావరణంలో ఉపయోగించడం కూడా, డెవలపర్లు సరైన సూచనలను ఎంచుకోవడం ద్వారా కోడ్ పొడవును తగ్గించడానికి తెలివిగా కోడ్ చేయవచ్చు.

ఉదా: 'ఫర్' లూప్ మరిన్ని సూచనలను తీసుకుంటుంటే మరియు ఫోర్ ఫర్ లూప్ ఉపయోగించకుండా పనిని చేయడానికి తక్కువ మెమరీని ఉపయోగించే అనేక పంక్తుల సూచనలను ఉపయోగించగలిగితే, డెవలపర్లు 'ఫర్' లూప్ వాడకాన్ని నివారించి అనేక పంక్తుల సూచనలతో వెళ్ళవచ్చు..

మైక్రోకంట్రోలర్‌కు తగిన ఫ్రీక్వెన్సీ ఎంపిక పని అవసరాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అధిక పౌన frequency పున్యం అంటే అధిక విద్యుత్ వినియోగం కానీ ఎక్కువ గణన శక్తి. కాబట్టి తప్పనిసరిగా ఫ్రీక్వెన్సీ ఎంపిక అనేది విద్యుత్ వినియోగం మరియు అవసరమైన గణన శక్తి మధ్య వర్తకం.

తక్కువ పౌన frequency పున్యంలో పనిచేయడం యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం తక్కువ RFI (రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ జోక్యం) తో పాటు తక్కువ సరఫరా ప్రవాహం.

సరఫరా కరెంట్ (I) = క్విసెంట్ కరెంట్ (I _q) + (K x ఫ్రీక్వెన్సీ)

రెండవ పదం ప్రధానమైనది. మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క RFI శక్తి చాలా చిన్నది కాబట్టి ఫిల్టర్ చేయడం చాలా సులభం.

కాబట్టి అనువర్తనానికి వేగవంతమైన వేగం అవసరమైతే, వేగంగా నడపడం గురించి చింతించకండి. విద్యుత్ వినియోగం ఆందోళన కలిగిస్తే, అప్లికేషన్ అనుమతించినంత నెమ్మదిగా అమలు చేయండి.

క్లాక్-ఫ్రీక్వెన్సీ స్విచింగ్ టెక్నిక్

పిఎల్ఎల్ (ఫేసెస్ లాక్ లూప్) యూనిట్ ఎల్లప్పుడూ అధిక పనితీరు గల ఎంసియులో అధిక వేగంతో నడుస్తుంది. అధిక పౌనఃపున్యానికి పిఎల్ఎల్ సౌలభ్యం ఇన్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ 8 MHz నుంచి 32 ఎంహెచ్జడ్ ఉదా. అప్లికేషన్ కోసం తగిన ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఎంచుకోవడం డెవలపర్ యొక్క ఎంపిక. కొన్ని అనువర్తనాలు అధిక వేగంతో అమలు చేయవలసిన అవసరం లేదు, ఆ సందర్భంలో డెవలపర్లు పనిని అమలు చేయడానికి MCU యొక్క గడియార ఫ్రీక్వెన్సీని వీలైనంత తక్కువగా ఉంచాలి. అయినప్పటికీ, పిఎల్ఎల్ యూనిట్ లేని తక్కువ ధర 8-బిట్ ఎంసియు వంటి స్థిర ఫ్రీక్వెన్సీ ప్లాట్‌ఫామ్‌లో, ప్రాసెసింగ్ శక్తిని తగ్గించడానికి ఇన్‌స్ట్రక్షన్ కోడ్‌ను మెరుగుపరచాలి.. అలాగే, పిఎల్‌ఎల్ యూనిట్‌ను కలిగి ఉన్న ఎంసియు ఫ్రీక్వెన్సీ-స్విచింగ్ టెక్నిక్ యొక్క ప్రయోజనాలను ఉపయోగించుకోదు, ఇది డేటా-ప్రాసెసింగ్ వ్యవధిలో ఎంసియు అధిక పౌన frequency పున్యంలో పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది మరియు తరువాత డేటా ట్రాన్స్మిషన్ కాలానికి తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ ఆపరేషన్‌కు తిరిగి వస్తుంది.

ఫ్రీక్వెన్సీ స్విచ్చింగ్ టెక్నిక్‌లో పిఎల్‌ఎల్ యూనిట్ వాడకాన్ని ఫిగర్ వివరిస్తుంది.

ఆపరేషన్ యొక్క క్లాక్ మేనేజ్‌మెంట్ మోడ్‌లను ఎంచుకోవడం

కొన్ని హై-స్పీడ్ మైక్రోకంట్రోలర్లు స్టాప్ మోడ్, పవర్ మేనేజ్‌మెంట్ మోడ్‌లు (పిఎంఎంలు) మరియు ఐడిల్ మోడ్ వంటి విభిన్న క్లాక్ మేనేజ్‌మెంట్ మోడ్‌లకు మద్దతు ఇస్తాయి. విద్యుత్ వినియోగం చేసేటప్పుడు పరికరం యొక్క వేగాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి వినియోగదారుని అనుమతించే ఈ మోడ్‌ల మధ్య మారడం సాధ్యపడుతుంది.

ఎంచుకోగల గడియార మూలం

క్రిస్టల్ ఓసిలేటర్ ఏదైనా మైక్రోకంట్రోలర్‌పై అధిక శక్తిని వినియోగించేది, ముఖ్యంగా తక్కువ శక్తి ఆపరేషన్ సమయంలో. స్టాప్ మోడ్ నుండి శీఘ్ర ప్రారంభానికి ఉపయోగించే రింగ్ ఓసిలేటర్, సాధారణ ఆపరేషన్ సమయంలో సుమారు 3 నుండి 4MHz గడియార మూలాన్ని అందించడానికి కూడా ఉపయోగించవచ్చు. పవర్-అప్ వద్ద క్రిస్టల్ ఓసిలేటర్ ఇంకా అవసరం అయినప్పటికీ, క్రిస్టల్ స్థిరీకరించబడిన తర్వాత, పరికర ఆపరేషన్ రింగ్ ఓసిలేటర్‌కు మారవచ్చు, 25 mA వరకు విద్యుత్ పొదుపును గ్రహించవచ్చు.

క్లాక్ స్పీడ్ కంట్రోల్

మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ విద్యుత్ వినియోగాన్ని నిర్ణయించడంలో అతిపెద్ద కారకం. మైక్రోకంట్రోలర్ల యొక్క హై-స్పీడ్ మైక్రోకంట్రోలర్ కుటుంబం వివిధ గడియార వేగం నిర్వహణ మోడ్‌లకు మద్దతు ఇస్తుంది, ఇవి అంతర్గత గడియారాన్ని మందగించడం లేదా ఆపడం ద్వారా శక్తిని ఆదా చేస్తాయి. ఈ మోడ్‌లు సిస్టమ్ డెవలపర్‌పై పనితీరుపై కనీస ప్రభావంతో విద్యుత్ పొదుపులను పెంచడానికి అనుమతిస్తాయి.

అస్థిర మెమరీ లేదా RAM నుండి సాఫ్ట్‌వేర్ అమలు

ప్రస్తుత వినియోగాన్ని అంచనా వేయడంలో సాఫ్ట్‌వేర్ అస్థిర జ్ఞాపకాల నుండి లేదా RAM నుండి అమలు చేయబడిందా అని డెవలపర్లు జాగ్రత్తగా పరిశీలించాలి. RAM నుండి అమలు చేయడం తక్కువ క్రియాశీల ప్రస్తుత లక్షణాలను అందిస్తుంది; ఏదేమైనా, చాలా అనువర్తనాలు RAM నుండి మాత్రమే అమలు చేయడానికి తగినంత చిన్నవి కావు మరియు అస్థిర మెమరీ నుండి ప్రోగ్రామ్‌లను అమలు చేయాల్సిన అవసరం ఉంది.

బస్సు గడియారాలు ప్రారంభించబడ్డాయి లేదా నిలిపివేయబడ్డాయి

చాలా మైక్రోకంట్రోలర్ అనువర్తనాలకు సాఫ్ట్‌వేర్ అమలు సమయంలో జ్ఞాపకాలు మరియు పెరిఫెరల్స్ యాక్సెస్ అవసరం. దీనికి బస్సు గడియారాలు ప్రారంభించాల్సిన అవసరం ఉంది మరియు క్రియాశీల ప్రస్తుత అంచనాలలో పరిగణించాల్సిన అవసరం ఉంది.

అంతర్గత ఓసిలేటర్ ఉపయోగించి

అంతర్గత ఓసిలేటర్లను ఉపయోగించడం మరియు బాహ్య ఓసిలేటర్లను తప్పించడం వలన గణనీయమైన శక్తిని ఆదా చేయవచ్చు. బాహ్య ఓసిలేటర్లు ఎక్కువ విద్యుత్తును ఆకర్షించడంతో ఎక్కువ విద్యుత్ వినియోగం జరుగుతుంది. అనువర్తనాలకు ఎక్కువ గడియార పౌన.పున్యం అవసరమైనప్పుడు బాహ్య ఓసిలేటర్లు ఉపయోగించడం మంచిది కనుక, అంతర్గత ఓసిలేటర్‌ను ఉపయోగించడం కూడా కష్టం కాదు.

ముగింపు

తక్కువ శక్తి ఉత్పత్తిని తయారు చేయడం MCU ఎంపికతో మొదలవుతుంది మరియు మార్కెట్లో విభిన్న ఎంపికలు అందుబాటులో ఉన్నప్పుడు ఇది చాలా కష్టం. ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క మార్పు విద్యుత్ వినియోగంపై పెద్ద ప్రభావాన్ని చూపుతుంది మరియు మంచి విద్యుత్ వినియోగ ఫలితాన్ని కూడా ఇస్తుంది. ఫ్రీక్వెన్సీని సవరించడం యొక్క అదనపు ప్రయోజనం ఏమిటంటే అదనపు హార్డ్‌వేర్ ఖర్చులు లేవు మరియు దీనిని సాఫ్ట్‌వేర్‌లో సులభంగా అమలు చేయవచ్చు. తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన MCU యొక్క శక్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి ఈ పద్ధతిని ఉపయోగించవచ్చు. అంతేకాకుండా, ఇంధన ఆదా మొత్తం ఆపరేటింగ్ పౌన encies పున్యాలు, డేటా-ప్రాసెసింగ్ సమయం మరియు MCU యొక్క నిర్మాణం మధ్య వ్యత్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సాధారణ ఆపరేషన్‌తో పోలిస్తే ఫ్రీక్వెన్సీ-స్విచింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించినప్పుడు 66.9% వరకు శక్తిని ఆదా చేయవచ్చు.

రోజు చివరిలో, డెవలపర్‌ల కోసం, ఉత్పత్తుల బ్యాటరీ జీవితాన్ని పెంచేటప్పుడు పెరిగిన సిస్టమ్ కార్యాచరణ మరియు పనితీరు లక్ష్యాల అవసరాలను తీర్చడం ఒక ముఖ్యమైన సవాలు. సాధ్యమైనంత ఎక్కువ బ్యాటరీ జీవితాన్ని అందించే ఉత్పత్తులను సమర్థవంతంగా అభివృద్ధి చేయడానికి - లేదా బ్యాటరీ లేకుండా పనిచేయడానికి కూడా - సిస్టమ్ అవసరాలు మరియు మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క ప్రస్తుత లక్షణాలు రెండింటిపై లోతైన అవగాహన అవసరం. చురుకుగా ఉన్నప్పుడు MCU ఎంత కరెంట్ వినియోగిస్తుందో అంచనా వేయడం కంటే ఇది చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది. అభివృద్ధి చేయబడుతున్న అనువర్తనాన్ని బట్టి, ఫ్రీక్వెన్సీ మోడిఫికేషన్, స్టాండ్బై కరెంట్, పెరిఫెరల్ కరెంట్ MCU శక్తి కంటే బ్యాటరీ జీవితంపై ఎక్కువ ప్రభావం చూపుతుంది.

ఫ్రీక్వెన్సీ పరంగా MCU లు శక్తిని ఎలా వినియోగిస్తాయో అర్థం చేసుకోవడానికి డెవలపర్‌లకు సహాయపడటానికి ఈ వ్యాసం సృష్టించబడింది మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పుతో ఆప్టిమైజ్ చేయవచ్చు.