低功耗嵌入式係統未來的挑戰
發布時間:2021-01-11 責任編輯:wenwei
【導讀】rujin,digonghaoqianrushixitongdechuangxinyudianchichuangxinzhijiexiangguan,congerchuangzaolexuduoyoujiazhidexitongheyingyong。tupoxingdedigonghaowulianwang,kechuandaihebianyuanshebeidechuxianchengzhishujizengchang,bingdailailexindexitongheIC設計挑戰,其中每納瓦的功耗或每微焦耳的能量都來自電池本身。
鋰離子電池創建了各種類型的係統,從功率不足1瓦(wa)的(de)低(di)功(gong)率(lv)係(xi)統(tong)到(dao)電(dian)壓(ya)高(gao)的(de)高(gao)功(gong)率(lv)係(xi)統(tong)。這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)是(shi)為(wei)從(cong)消(xiao)費(fei)者(zhe)到(dao)醫(yi)療(liao)保(bao)健(jian)的(de)不(bu)同(tong)細(xi)分(fen)市(shi)場(chang)創(chuang)建(jian)的(de)。通(tong)過(guo)提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)形(xing)狀(zhuang)和(he)不(bu)同(tong)尺(chi)寸(cun)的(de)化(hua)學(xue)組(zu)合(he)(例如鈷酸鋰和磷酸亞鐵鋰),鋰創新不斷改進,以適應多種應用。新電池管理解決方案的出現將使AI可以在超低功耗設備中實現。
低功耗嵌入式係統
每個需要電池充電的低功耗係統都使用USB C充電端口。所有這些都需要電量計設備來確定充電狀態並同時保護電池。這些類型的係統需要傳感器laijiancewaijiedexinxi,tongchangshitongguochulixinxideweikongzhiqilaishixian。ranhou,mouzhongyonghujiemianhetongxinshoufaqijunyouxiangsuoyouzhexiemokuaigongdiandedianyuanbufenguanli。
設計人員必須保證良好的充電保存期限,快速充電和電池操作自主權。現在,這些低功耗設備越來越小。” Ambatipudi說。
這些新一代的低功耗係統中有些與皮膚緊密接觸。例如,它們可以戴在耳朵內,並且不會太熱。“如果聽筒或可穿戴設備變得非常熱,那將是不好的體驗;必須特別注意熱性能。噪聲和信號的完整性以及通信質量也是要考慮的重要方麵。” Ambatipudi說。
設計人員還必須努力避免在首次使用時排出有問題的產品。換句話說,正如Ambatipudi指出的那樣,他們必須致力於所謂的“客戶滿意度”。zhizaoshangbixuzaishoucishiyongshitongguotigongchongzudiandeshebeilaimanzukehudexuqiu,zheyaoqiudianchishouminghenchang,bimianbubiyaodedianliusunhao。dianliushiyanchangdianchishoumingdeguanjianyinsu。jingtaidianliuweianliangjidezhiketigongchaoguo50個月的壽命。
鋰li離li子zi電dian池chi的de能neng量liang密mi度du正zheng在zai增zeng加jia,不bu像xiang摩mo爾er的de拋pao物wu線xian定ding律lv那na麼me快kuai,而er是shi呈cheng指zhi數shu增zeng長chang。密mi度du的de增zeng加jia還hai帶dai來lai許xu多duo其qi他ta後hou果guo,特te別bie是shi在zai安an全quan方fang麵mian。電dian池chi隔ge板ban越yue來lai越yue薄bo,某mou些xie電dian池chi的de安an全quan性xing變bian得de至zhi關guan重zhong要yao。由you於yu苛ke刻ke的de操cao作zuo條tiao件jian,實shi際ji上shang會hui隨sui時shi間jian發fa展zhan小xiao型xing內nei部bu檢jian測ce,而er潛qian在zai的de製zhi造zao缺que陷xian會hui加jia劇ju這zhe種zhong情qing況kuang,從cong而er引yin起qi熱re泄xie漏lou條tiao件jian。因yin此ci,燃ran油you表biao是shi必bi要yao的de(圖1)。
我wo們men都dou希xi望wang更geng快kuai地di為wei燈deng具ju充chong電dian。但dan是shi,僅jin通tong過guo增zeng加jia充chong電dian器qi的de功gong率lv水shui平ping是shi不bu可ke能neng實shi現xian快kuai速su充chong電dian的de,因yin為wei它ta還hai會hui增zeng加jia更geng多duo的de功gong率lv消xiao耗hao,從cong而er實shi際ji上shang會hui加jia熱re設she備bei。效xiao率lv對dui於yu實shi現xian快kuai速su充chong電dian至zhi關guan重zhong要yao。
在電源管理中,DC-DC在zai效xiao率lv方fang麵mian起qi著zhe重zhong要yao作zuo用yong。設she計ji人ren員yuan必bi須xu根gen據ju子zi係xi統tong的de外wai形xing尺chi寸cun,找zhao到dao一yi種zhong為wei所suo有you不bu同tong傳chuan感gan器qi供gong電dian的de方fang法fa,同tong時shi要yao記ji住zhu電dian池chi壽shou命ming短duan和he噪zao聲sheng敏min感gan度du高gao。這zhe些xie元yuan素su中zhong的de每mei一yi個ge都dou控kong製zhi音yin頻pin放fang大da器qi,所suo有you傳chuan感gan器qi和heLED顯xian示shi屏ping。它ta們men都dou需xu要yao電dian壓ya電dian流liu。但dan是shi空kong間jian有you限xian。電dian池chi壽shou命ming很hen重zhong要yao,同tong時shi低di噪zao音yin至zhi關guan重zhong要yao。因yin此ci,您nin需xu要yao開kai關guan穩wen壓ya器qi,但dan每mei個ge開kai關guan穩wen壓ya器qi隻zhi有you一yi個ge電dian感gan器qi。通tong過guo使shi用yongSIMO架構,可以用一個電感器產生多個輸出。通過提供多個輸出,SIMO方法與控製器的低待機電流一起,延長了可穿戴設計的電池壽命。調節器以最小的損耗提供能量。

圖1:一段時間內的能量密度

圖2:SIMO架構
電力人工智能
將AI推tui論lun帶dai到dao邊bian緣yuan意yi味wei著zhe從cong傳chuan感gan器qi,相xiang機ji和he麥mai克ke風feng收shou集ji數shu據ju,將jiang數shu據ju發fa送song到dao雲yun以yi執zhi行xing推tui論lun,然ran後hou將jiang答da案an發fa送song回hui邊bian緣yuan。這zhe種zhong架jia構gou可ke以yi工gong作zuo,但dan是shi由you於yu延yan遲chi時shi間jian和he能neng源yuan性xing能neng差cha,對dui於yu邊bian緣yuan應ying用yong程cheng序xu來lai說shuo非fei常chang具ju有you挑tiao戰zhan性xing。
低功耗微控製器提供了一種替代方法,可用於實現簡單的神經網絡。但是,挑戰在於等待時間,隻能在邊緣執行簡單的任務。MAX78000旨在填補這一空白。MAX78000是一種先進的係統級芯片設有一個FPU CPU -M4與超低功耗的深層神經網絡加速器高效的係統控製。CNN引擎具有442KB的存儲大小,可以支持1位,2位,4位和8位(最多支持350萬個權重的網絡)。該產品將最節能的AI處理器與Maxim經過驗證的超低功耗微控製器相結合。
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