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ANALOG/MS LOW POWER DESIGN Le applicazioni a bassa potenza, o “Low Power” in inglese, rappresentano una parte significativa del futuro mercato dei sistemi embedded. Ogni anno, sono necessari più progettisti per realizzare progetti portatili, wireless ed efficienti dal punto di vista energetico. Questo articolo vuol essere una panoramica sulla semplificazione della transizione verso applicazioni a bassa potenza fornendo una visione dei fondamentali della progettazione a basso consumo per sistemi embedded focalizzandosi sul consumo energetico dal punto di vista del microcontrollore come elemento centrale dell’applicazione potenza possono essere utilizzate senza alcun costo per il sistema, altre potrebbero richiedere compromessi ove applicabili, in quanto non è possibile considerare tutti i possibili compromessi; quindi, un progettista di sistemi embedded dovrebbe tenere presente il possibile impatto a livello delle tecniche di risparmio energetico. La definizione di Low Power, o bassa potenza, varia in modo significativo da un’applicazione all’altra. In alcu- ni sistemi, c’è molta energia disponibile, ma il progetti- sta low power deve tentare di ridurre al minimo i costi o massimizzare l’efficienza del funzionamento. Mentre in altre applicazioni potrebbe esserci un’alimentazione li- mitata, per esempio una batteria a bottone, che determi- na i requisiti di consumo energetico del sistema. Questi sistemi richiedono diverse strategie per ridurre al mini- mo il consumo di energia. È importante considerare e ca- pire cosa causa il consumo di energia e dove focalizzare la minimizzazione dell’energia e impegnarsi per creare un efficace sistema a bassa potenza. Nei dispositivi CMOS, come i microcontrollori, il totale consumo di energia può essere suddiviso in due ampie categorie: energia dinamica e energia statica. L’energia dinamica è l’energia consumata quando il mi- crocontrollore è in esecuzione ed esegue le attività pro- grammate. L’energia statica è l’energia consumata quan- do non si esegue il codice. Il consumo energetico dinamico corrisponde alla corren- te che fluisce durante il normale funzionamento di un MCU. Esso include l’energia persa nella commutazione dei circuiti CMOS e le correnti di polarizzazione dei cir- cuiti analogici attivi del dispositivo, come per esempio i convertitori A/D o gli oscillatori. Il consumo energetico statico comprende tutta l’energia necessaria per mantenere il corretto funzionamento del sistema mentre il codice non è attivamente in esecuzio- ne. Questo in genere include correnti di polarizzazione dei circuiti analogici a bassa potenza e oscillatori di sin- cronizzazione, e correnti di dispersione. L’alimentazione è una delle principali preoccupazioni per i sistemi basati La progettazione a bassa potenza nei sistemi embedded Fulvio De Santis Il microcontrollore (MCU) in genere consuma più energia e ha più controllo sul consumo energetico del sistema. Come per tutti i progetti, è importante per il progettista di un sistema embedded a basso consumo considerare le varie opzioni disponibili. Mentre alcune tecniche a bassa ELETTRONICA OGGI 523 - GENNAIO/FEBBRAIO 2025 29