穿戴产品功耗开发——主控篇

2024-03-03 09:04

本文主要是介绍穿戴产品功耗开发——主控篇,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

本篇分别从主控的硬件和软件层面对穿戴产品功耗展开说明。

硬件层面:内部的硬件模块

  1. 处理器单元(穿戴产品常用的低功耗处理器,如ARM Cortex系列)
  2. 存取存储模块:SRAM、PSRAM等
  3. 闪存模块:norFlash等
  4. 显示模块:GPU、MIPI DSI/QSPI等
  5. 音频处理模块:codec(ADC,DAC)等
  6. 无线通信模块:BT、BLE、Wi-Fi等
  7. 系统控制模块:DMA、WDT、LPTimer等
  8. ... 再往下研究的,就是芯片的电源管理、时钟管理等等,这部分小弟就没过多的了解了。

从产品端的开发角度,我们首先要做的是确认芯片每个模块的待机/工作功耗能否和芯片原厂提供的数据对应上。因为主控的待机情况是产品最重要待机功耗,这也是最影响穿戴产品续航的参数,所以我们必须要先确认好。

以BT模块为例:原厂提供的datasheet中,BT待机电流为80uA@3.8V,那么我们会通过控制单一变量的方法,来确认BT模块的待机功耗,如果存在偏差的情况(如多出20uA,甚至更多),那么就要进一步的确认参数,比如是否进入了sniff mode,interval参数是否过小,发射功率是否偏大等等。当这些应用参数都对齐的情况下,还是存在误差时,我们就需要和芯片原厂做进一步确认了。

对于芯片各个硬件模块的功耗确认,个人建议是尽量使用简化测试固件,比如功耗测试仪能直接给芯片供电就不要中间再接多个 charger IC,能跑裸机就不要跑OS。因为这个环节,我们要确认的是芯片的硬件功耗,要最简化、最直观的确认这个功耗值。

软件层面:不同的休眠等级

作为穿戴产品的芯片,之所以要分成不同的休眠等级,个人认为最主要的还是功耗影响。如果抛开功耗影响,那么我们完全可以跑最高主频,性能拉满,但这么做就不符合穿戴产品的定义了,毕竟续航能力是消费者购买穿戴产品重要的衡量条件。

通常穿戴芯片会分成以下4个等级

  1. no sleep:非睡眠模式,外设总线、控制器的状态都处于活跃状态,主控情况区别基本只体现在不同的主频下的差异;
  2. light sleep:使能WFI(等待中断),由外部中断信号唤醒处理器,通常仅降低的是CPU的功耗,不对外设总线去做下电处理,是我们通常说的浅睡模式;
  3. deep sleep:在light sleep基础上,把相关的pmu、cmu切到休眠模式,相对light sleep,会有明显的功耗收益;
  4. power down sleep:基于deep sleep,再把不必要的存储模块、外设控制器再进一步下电处理;

需要说明的是休眠等级越高,对应待机功耗就能做得越低,但与此同时,退出休眠所需要的时长就越长(light sleep可能只需要唤醒CPU,而deep sleep 就需要把芯片起振、PMU、CMU等模块一一退出休眠,恢复所消耗的时长会增加很多),所以在产品开发过程中,不能一味将功耗压到最低。

功耗开发更应该是性能和续航之间的博弈,是 a)满足性能前提下来追求续航,还是 b)满足续航前提下来追求性能。功耗开发过程往往需要在a和b之间来回的调整,来取得产品层面的最优解。

以上是小弟对穿戴产品功耗内容——主控篇的个人总结了,下一篇小弟会从外设端来做另外一个角度的总结。

这篇关于穿戴产品功耗开发——主控篇的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/769135

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