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】如(ru)今(jin),低(di)功(gong)耗(hao)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)的(de)創(chuang)新(xin)與(yu)電(dian)池(chi)創(chuang)新(xin)直(zhi)接(jie)相(xiang)關(guan),從(cong)而(er)創(chuang)造(zao)了(le)許(xu)多(duo)有(you)價(jia)值(zhi)的(de)係(xi)統(tong)和(he)應(ying)用(yong)。突(tu)破(po)性(xing)的(de)低(di)功(gong)耗(hao)物(wu)聯(lian)網(wang),可(ke)穿(chuan)戴(dai)和(he)邊(bian)緣(yuan)設(she)備(bei)的(de)出(chu)現(xian)呈(cheng)指(zhi)數(shu)級(ji)增(zeng)長(chang),並(bing)帶(dai)來(lai)了(le)新(xin)的(de)係(xi)統(tong)和(he)IC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1wadedigonglvxitongdaodianyagaodegaogonglvxitong。zhexiexitongshiweicongxiaofeizhedaoyiliaobaojiandebutongxifenshichangchuangjiande。tongguotigongbutongxingzhuanghebutongchicundehuaxuezuhe(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-DCzaixiaolvfangmianqizhezhongyaozuoyong。shejirenyuanbixugenjuzixitongdewaixingchicun,zhaodaoyizhongweisuoyoubutongchuanganqigongdiandefangfa,tongshiyaojizhudianchishoumingduanhezaoshengmingandugao。zhexieyuansuzhongdemeiyigedoukongzhiyinpinfangdaqi,suoyouchuanganqiheLED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(yong)SIMO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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