一, Tæknileg meginregla svefnstillingar: ítarleg-dýpt greining frá hringrás til orkunotkunar
Kjarninn í LCD svefnstillingu er að lágmarka orkunotkun eininga með því að slíta ónauðsynlegar rafmagnsbrautir, draga úr klukkutíðni og stöðva endurnýjun gagna. Tæknileg útfærsla þess felur í sér þrjá lykilþætti:
1. Stjórnun rafmagnsbrauta
Dæmigerð LCD-eining inniheldur fjórar tegundir af aflgjafa:
AVDD: Analog aflgjafi (venjulega 3,3V), gefur afl til pixla drifrása
VGH/VGL: hliðardrifin háspenna (± 10V 20V), stjórnar fleti fljótandi kristalsameinda
IOVDD: Stafræn tengi aflgjafi (1,8V ~ 3,3V), veitir afl til að keyra IC rökrásir
BL_VDD: Aflgjafi fyrir baklýsingu (5V~24V), aksturs LED eða CCFL baklýsing
Svefnhamsútfærsla: Með því að nota MOS rofafylki, eru AVDD, VGH/VGL og BL_VDD slökkt á meðan á svefni stendur, þannig að aðeins IOVDD er eftir til að viðhalda IC-skrá ökumanns. Til dæmis, þegar ákveðin TFT-LCD eining er í svefnham, lækkar AVDD straumurinn úr 60mA í 0,1 μA og orkunotkun bakljóssins minnkar úr 80mW í 0.
2. Klukkukerfisstýring
Nútíma ICs fyrir LCD-rekla (eins og ILI9341, ST7789) hafa innbyggða-PLL klukkurala, með klukkutíðni yfir 10MHz í notkunarham. Svefn fínstilling:
Áður en þú ferð í svefnstillingu skaltu minnka klukkutíðnina í lægsta stig (eins og 32kHz) með skráarstillingu
Slökktu algjörlega á PLL hringrásinni og notaðu ytri lágtíðni kristalsveiflu (eins og 32,768kHz) til að viðhalda grunntímasetningu
Tilviksrannsókn sýndi að eftir að klukkutíðnin var lækkuð úr 10MHz í 32kHz minnkaði kraftmikil orkunotkun IC ökumanns um 85%
3. Gagnauppfærslukerfi
Í vinnuham þarf LCD-skjárinn að endurnýjast 60 sinnum á sekúndu til að forðast flökt. Svefn fínstilling:
Stöðva framleiðsla rammasamstillingarmerkis (VSYNC).
Frysta línu-/dálkadrifmerki (HSYNC/PCLK)
Haltu aðeins varðhundateljaranum til að fylgjast með-vökumerkinu
Ákveðið iðnaðar HMI tæki hefur dregið úr orkunotkun skjáhressingar úr 45mW í 0,3mW með þessari lausn
2, Vélbúnaðarhönnun: Byggja upp lítinn-svefnarkitektúr
1. Hönnun orkustjórnunarrásar
Val á lykilþáttum:
Hleðslurofi: Veldu líkan fyrir mjög-lágan leka (eins og TPS22919, lekastraumur 0,5nA)
LDO þrýstijafnari: Veldu líkan með lágum stöðustraumi (eins og TPS7A4700, stöðustraumur 1,2 μ A)
DC-DC breytir: notar PFM stillingu (eins og TPS62175, létt álagsskilvirkni 85%)
2. Uppgötvun merki hringrás
Hönnunarpunktar:
Rauntímaklukka (RTC) vakning-: Innbyggður RTC flís (eins og DS3231) vekur MCU með tímasettum truflunum
Lyklavöknun-: Lágur orkusamanburður (eins og TLV3011) er notaður til að greina lykilaðgerðir og forðast stöðuga sýnatöku með MCU
Samskiptavöknun-: Kveiktu á vöknun-í gegnum UART/I2C truflunarpinna, svo sem-vakaskjá eftir að hafa fengið ákveðinn gagnaramma
Snjallt armbandshólf:
Greina bendingaraðgerðir með því að nota hröðunarmæli (LIS3DH)
Þegar úlnliðslyfting greinist skaltu vekja MCU í gegnum INT pinna
Vökutöf stjórnað innan 50 ms, notandi ómeðvitaður
3. Rafstöðueiginleikar vörn og afl á tímasetningu
Sérstakar kröfur um svefnstillingu:
Á meðan afl-slökkt er, er nauðsynlegt að viðhalda eðlilegri virkni ESD verndardíóðunnar
Hannaðu kveikt á tímastýringarrás til að tryggja að kveikt sé á VGH/VGL meira en 5ms seinna en AVDD
Ákveðið mælaborð í bílnum minnkaði óeðlilegt afl á hlutfalli úr 3% í 0,1% með því að bæta við RC seinkun hringrás
3, Hagræðing hugbúnaðar: Innleiðing skynsamlegrar svefnstefnu
1. Hönnun svefnkveikjuskilyrða
Dæmigerð atburðarás:
Tímasettur svefn: Til dæmis uppfærir snjallvatnsmælirinn gögn á 30 sekúndna fresti og sefur það sem eftir er
Óvirkni notenda: Færanlega lækningatækið fer í svefnstillingu eftir 1 mínútu án þess að hnappur sé notaður
Lágur rafhlöðuþröskuldur: Þvingaðu fram djúpsvefn þegar rafhlaðaspenna fer niður fyrir 3,6V
2. Stillingarferli fyrir svefnstillingu
Hefðbundin skref:
Vistaðu núverandi skjástöðu í Flash
Slökktu á baklýsingu (BL_VDD=0)
Stöðva gagnauppfærslu (frysta HSYNC/VSYNC)
Draga úr klukkutíðni (PLL_FREQ=32kHz)
Slökktu á aflgjafa AVDD/VGH/VGL
MCU fer í lágmarks-aflsstillingu (eins og stöðvunarstilling STM32)
3. Vakna eftir-vinnslukerfi
Lykilaðgerðir:
Endurræstu skjábreytur (birtuskil, litastilling osfrv.)
Endurheimtu síðasta birta efni (lesið úr Flash eða vinnsluminni)
Samstilla kerfisklukku (forðastu tímarek)
Skipulagsútstöð: þjappa aftur-vakningartíma úr 200 ms í 30 ms með því að forgeyma biðminni
4, Dæmigert umsóknartilviksgreining
Tilfelli 1: Rafhlöðuknúinn rafsegulflæðismælir
Krafa: 6 ára endingartími rafhlöðu (litíum rafhlaða 3,6V/19Ah)
Lausn:
Veldu ofur-tafmagns TFT-LCD (rekstrarstraumur 15mA, svefnstraumur 0,5 μA)
Hannaðu tvöfalt aflkerfi: aðalaflgjafinn hleður ofurþéttann, en ofurþéttinn heldur RTC í svefnstillingu
Innleiðingarstefna:
Vakna á 10 sekúndna fresti, uppfærðu umferðargögn og birtu í 2 sekúndur
Á öðrum tímum skaltu fara í djúpsvefn og slökkva á öllum ónauðsynlegum aflgjafa
Áhrif: Meðalorkunotkun allrar vélarinnar hefur minnkað úr 85mW í 0,8mW og endingartími rafhlöðunnar hefur náð 7,2 árum
Tilfelli 2: Færanlegt úthljóðsgreiningartæki
Krafa: Stöðug notkun í 8 klukkustundir (litíum-jónarafhlaða 7,4V/4400mAh)
Lausn:
Tekur upp hugsandi LCD (engin baklýsing krafist, orkunotkun minnkað um 80%)
Innleiða kraftmikla svefnstillingu:
Vaknaskjár þegar rannsakandi snertir mannslíkamann fannst
5 sekúndum eftir að rannsakarinn fer fer hann í svefnstillingu
Haltu samskiptaeiningunni virkri í svefni (fáðu fjarskipanir)
Áhrif: Orkunotkun skjáeiningarinnar hefur verið minnkað úr 220mW í 15mW og heildarending rafhlöðunnar hefur verið þrisvar sinnum aukin
5, Háþróuð hagræðingartækni
1. Tækni fyrir vakningu á hluta svæðis-
Skiptu skjánum í mörg svæði og vaknaðu aðeins svæði með uppfærsluþörf
Ákveðinn rafbókalesari minnkaði endurnýjunarorkunotkun úr 12mW í 3mW með þessari lausn
2. Aðlagandi svefnalgrím
Nám byggt á notkunarvenjum: Telja áhorfstíðni notenda og stilla svefnþröskuld á virkan hátt
Eftir innleiðingu miðstýringarskjásins á snjallheimili hefur dagleg meðalvöknunartíðni-lækkað um 65%
3. Lágt afl sýna skyndiminni
Samþættir SRAM sem skjáskyndiminni inni í MCU
Haltu skyndiminni efni í svefni og sendu út beint eftir að þú vaknar
Tiltekið iðnaðar-HMI tæki hefur dregið úr-vökutíma úr 120 ms í 15 ms með þessari lausn
