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瘦身計劃:減少微控制器使用的電容式觸摸屏控制器案例分析

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作者:EricSiegel 時間:2013-09-23 來源:電子產品世界 收藏

  這里是一個完全不同的情況。現在出現的是數量級的差異:<0.1mW vs<10mW。圖4清楚地表明,相比基于AFE的設計(圖4b),在更長一段時間內,集成MCU控制器(圖4a)額外硬件的功耗更多。考慮到設備在90%時間里通常都處在上述狀態下時,這種情況便更具意義。這種AFE型設計的低功耗創新可給系統添加諸如雙擊喚醒等新功能。

本文引用地址:http://www.cqxgywz.com/article/170155.htm

  我們從功耗的角度,為您說明了只能使用基于AFE解決方案的合理性。您是否在想,如果沒有MCU,你將更加依賴于應用處理器,這樣會不會讓其負擔過大呢?下面讓我們來看看,是否會出現這種情況。

  應用處理器:

  ● ARM A9 雙核。
  ● 1GHz。
  ● 總MIPS/功耗:
     1000 MHz * (2.5 DMIPS/MHz) * 2 = 5000 DMIPS,功耗 ~0.6W。
  具有較強競爭力的MCU集成控制器。
  ● 規格:
     Arm cortex M3。
     60Mhz。
     1.25DMIPS/MHz。
     149 µW/MHz。
  ● 假設TSC CPU為100%負載
     60MHz * 1.25 DMIPs/MHz = 75DMIPS。
     60MHz * 149 µW/MHz = ~9mW + Flash + RAM。
  ● 在應用處理器運行所有觸摸代碼時所用資源
     75 DMIPS / 5000 DMIPS = 1.5%。
     0.6W * 1.5% = 9 mW。
  在應用處理器上運行相同代碼實際降低了Flash和RAM的功耗成本,并且僅消耗1.5%的處理器可用DMIPS。這看似十分合理且功耗更低,但我們假設100%的CPU負載在濾波和手勢識別之間平等分配,并且順利協調。由于基于AFE設計已經內置了濾波硬件,因此便不再需要這部分的CPU負載。現在,您便可以把負載和功耗降低一半!
  ● 運行手勢識別/濾波時所用資源
     32.5 DMIPS / 5000 DMIPS = 0.75%。
     4.5 mW。

  總結

  我們討論了基于AFE設計的諸多好處,但請注意,這種構架并非為一種萬用靈藥。與其它構架一樣,它也存在一些不足。經驗證,它確實可以降低功耗和成本,但由于閃存集成于嵌入式/應用處理器中,因此系統更新稍微有些復雜。對系統進行較大改動時,需要更新驅動器,并且通常要修改系統代碼。因此,如果您使狀態機過載,則所有原始數據“殺手锏算法”都需要安全措施—如果您不希望它們開源的話。每一種情況均不同,每一個設計人員都有其自己想要實現的價值以及需要考慮的事項。諸如TSC3060等基于AFE的控制器,是降低成本和延長電池使用時間的低功耗型設計的一種可行方法。

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