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DIGITAL
BENCHMARK
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- ELETTRONICA OGGI 443 - MARZO 2015
Valutare le prestazioni
degli MCU a basso consumo
L’
ente californiano di riferimento per le misure sulle
prestazioni dei microcontrollori
EEMBC (Embedded
Microprocessor Benchmark Consortium)
ha intro-
dotto un nuovo sistema di valutazione dedicato ai dispositivi
a consumo ultra basso oggi sempre più al centro dell’atten-
zione in quasi tutti i settori dell’elettronica. Il tool ULPBench-
CP (dove CP sta per Core Profile) è stato pensato per la
verifica dei microcontrollori con assorbimento in corrente
sotto i 28 milliAmpere ed è il primo di una serie di tool che il
consorzio ha pianificato nei prossimi mesi proprio per i test
sulle applicazioni, nelle quali i consumi sono un parametro
prioritario come nei dispositivi per Internet of Things, oppure
nei sistemi medicali indossabili destinati a funzionare per
anni con un’unica batteria delle dimensioni di un bottone. Il
tool è predisposto per i test sulle architetture a 8, 16 oppure
32 bit e può riconoscere la modalità di potenza in esercizio,
nonché rilevare l’efficienza dell’RTCC, Real-Time Clock and
Calendar, e correlarla alle attività in esecuzione per valutarne
il rendimento.
In pratica, il motore di test principale invia delle opportune
sequenze di simboli di comando e stringhe di dati alla me-
moria e poi induce l’unità algebrica a elaborarle seguendo
una successione ben precisa, che consente di generare dei
risultati utili per verificare il corretto funzionamento del mi-
crocontrollore e calcolare l’assorbimento di potenza corre-
lato alla temporizzazione impostata e al tipo di operazione
eseguita. In effetti, il modulo EnergyMonitor serve proprio a
calcolare almeno cinque volte l’energia media al secondo e
poi sceglierne il valore medio, mentre monitorando l’RTCC il
tool determina il duty-cycle che consente di stabilire in quale
modalità di potenza sta funzionando il dispositivo e conoscere
con precisione quando si trova nella modalità a basso con-
sumo.
Inoltre, il tool verifica tutte le modalità di utilizzo delle peri-
feriche, delle interfacce (Ethernet, USB, eccetera) e ne valuta
l’efficienza. Alla fine, il software esprime tramite una comoda
interfaccia grafica (GUI) il parametro di qualità riassuntivo
ULPMark, ma se necessario si può anche fare a meno dell’a-
nalisi completa e limitare il test al solo tool EnergyMonitor
oppure a un’area del circuito ben precisa. Una caratteristica
essenziale del tool è che può fare tutto in meno di una decina
di secondi, indipendentemente dall’architettura del microcon-
trollore sotto esame, perché sfrutta parametri di riferimento
fondamentali e pertanto assoluti, che consentono valutazioni
con tolleranza massima di ±1% per le correnti sotto 1 mA e di
±2% per le correnti sopra 1 mA (quando in genere si accetta
anche una tolleranza di ±5% su questo tipo di valutazioni).
Come scegliere
Per esempio, alcuni componenti assorbono potenza più fre-
quentemente e altri più raramente e perciò nei primi occorre
che l’efficienza energetica sia la migliore possibile mentre nei
Lucio Pellizzari
I microcontrollori a consumo ultra basso
stanno diventando fondamentali per una
crescente varietà di applicazioni e perciò
occorre valutarne le prestazioni con criteri
intransigenti e indipendenti dai costruttori
Fig. 1 – Il nuovo tool di test ULPBench-CP è stato realizzato dall’EEMBC
per offrire ai progettisti un criterio di valutazione sulle prestazioni dei
microcontrollori a consumo ultra basso