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COMM
BEACON
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- ELETTRONICA OGGI 456 - SETTEMBRE 2016
Nelle figure 5 e 6 sono visualizzati gli andamenti della po-
tenza in funzione del tempo relativi a una routine elaborata
a due differenti frequenze: 48 MHz (Fig. 5) e 12 MHz (Fig. 6).
La routine elaborata a 48 MHz richiede circa 300 µs per il
suo completamento e durante questo periodo la corrente
di picco è di 10 mA. Nel caso della medesima routine ela-
borata a 12 MHz, il tempo richiesto è di 1,1 ms e la corrente
di picco è di soli 4 mA. La corrente media consumata du-
rante il processo è maggiore nel caso dell’elaborazione a
12 MHz ma in questo caso i requisiti in termini di corrente
di picco sono meno severi. In funzione della capacità del
sistema EHS, l’utente può scegliere un set up a una fre-
quenza di 48 MHz per completare il processo in tempi più
brevi, un set up a una frequenza di 12 MHz che come si
è visto richiede tempi più lunghi o un mix tra le due fre-
quenze, dove le frequenze di clock sono commutate tra un
processo e l’altro.
Boot-up del dispositivo a basso consumo
Una volta che il dispositivo embedded è alimentato, è ne-
cessario avviare la procedura di boot-up prima di poter
eseguire il codice dell’applicazione. Questa procedura
prevede parecchie fasi ciascuna delle quali richiede tempi
di elaborazione da parte della CPU per il completamen-
to, il che comporta un consumo di energia. La quantità di
energia consumata dipende da parecchi fattori: tipo di di-
spositivo utilizzato, frequenza di clock del sistema, capaci-
tà della memoria e tempo richiesto per il set-up dei clock
esterni. Gli elementi che è necessario tenere in considera-
zione durante la scrittura del codice di boot-up si possono
così riassumere:
procedure all’inizializzazione delle sole sezioni della me-
moria e dei registri che saranno effettivamente utilizzate.
Le altre sezioni devono essere lasciate impostate sui valori
di default;
tener contro delle esigenze dei clock. La maggior parte dei
sistemi wireless richiede clock esterni estremamente pre-
cisi. Tali clock, come gli oscillatori di clock esterni o gli
oscillatori al quarzo, sono caratterizzati da tempi di stabi-
lizzazione molto lunghi dopo l’avviamento. Invece di atten-
dere in modalità attiva la stabilizzazione di questi clock, è
opportuno porre il sistema in uno stato a basso consumo e
risvegliato solo quando questi clock sono pronti per l’uso.
Starp-up del sistema a basso consumo
Una volta che il dispositivo inizia a eseguire il codice
dell’applicazione, di solito è necessario avviare le singole
periferiche del sistema. Queste periferiche possono esse-
re interne al dispositivo, come ad esempio un convertitore
A/D, oppure esterne al dispositivo, come ad esempio un
sensore. Anche se il tempo di avvio delle singole periferi-
che può essere abbastanza ridotto, il tempo di set-up com-
plessivo potrebbe richiedere un tempo di elaborazione tale
da assorbire l’energia accumulata nel sistema EHS.
Elaborazione delle applicazioni
Il dispositivo sarà caratterizzato dalla presenza di numero-
se routine ciascuna delle quali richiederà una propria am-
piezza di banda della CPU. Tali routine potrebbero servire
per configurare una periferica, ricevere dati dai sensori,
eseguire calcoli e gestire eventi o interrupt. Quindi bisogna
assicurarsi che l’energia richiesta per tali elaborazioni non
superi la capacità del sistema EHS. Nel caso ciò si veri-
fiche, è necessario suddividere le routine in sub-routine
di minori dimensioni e gestirle in diversi stadi. Tra uno
stadio e l’altro bisogna porre il sistema in una modalità a
Fig. 3 – Variazione della tensione di uscita del sistema EHS prodotta dall’attività di un dispositivo in un certo periodo di tempo