ZHCAAF8A January   2020  – June 2021

 

  1.   商标
  2. 1引言
  3. 2系统概述
    1. 2.1 软件
    2. 2.2 硬件
  4. 3系统运行
    1. 3.1 HDC2010 传感器读取
    2. 3.2 针对低功耗的 I2C 协议和数据缓冲
  5. 4测试和验证
    1. 4.1 EnergyTrace™ 结果
    2. 4.2 平均电流消耗
    3. 4.3 RAM 中数据缓冲的节能效应
  6. 5总结
  7. 6参考文献
  8. 7修订历史记录

RAM 中数据缓冲的节能效应

了解在超低泄漏 RAM 中读取和缓冲传感器数据的效果非常重要,这有助于以更少的协议开销传输一个更长的数据包。这可通过待机传感器控制器 解决方案来实现,因为有两个专用 RAM 区域可用:一个用于 Arm Cortex-M4F,另一个较小的用于 SCE 外设。

占空比方法无法缓冲数据,因为它会造成断电并且所有 RAM 内容都将丢失。因此,必须在断电之前无线发送传感器数据,从而进行额外的无线开销传输,这是位于每个无线发送的数据包的开始位置。在本报告中,低于 1GHz 协议开销包括 4 字节前导码(0101.. 序列),后跟 4 字节同步模式(也称为 SYNC 字)和 2 字节数据包序列号(或仅用一个字节来编码数据包长度)。

假设总数据包长度为 250 字节(包括 10 字节开销),请参见Topic Link Label3.2,当每分钟读取一次传感器时,待机传感器控制器 解决方案可发送在 1 小时内收集到的 60 个湿度和温度值数据。相比之下,占空比 方法将冗余传输 59 次 相同的无线协议开销(9 或 10 个字节),功耗几乎最高,因为这些字节均是以无线方式发送的。

GUID-42DF270A-7836-47E6-A9E5-6B8E59969136-low.png图 4-5 由于数据缓冲和避免无谓的无线开销而实现的功效

显然,更长数据包的数据缓冲实现了进一步的节省,达到了 30%,请参见图 4-5。这是一个重要因素,使用决策树时必须予以考虑,请参见图 4-2。根据给定应用中的额外无线开销数量,占空比 解决方案甚至可能需要比最初估计的更长的非活动期才能提供超低的功耗。

使用 CC1352P MCU(以及 CC13xx 和 CC26xx 系列器件)中的传感器控制器引擎进行传感器读取,可实现与使用主 Arm Cortex-M4F MCU 相同或更低的功耗。如果应用在很多分钟或更长时段内不活动,那么通过添加纳米计时器和负载开关器件,整个系统的占空比可提供更低的功耗。