مائکروکنٹرولر بجلی کی کھپت کو کم کرنے کے لئے گھڑی کی فریکوئنسی میں ترمیم کرنے کا طریقہ

ڈویلپروں کے پاس ہمیشہ اعلی سطح کی فعالیت اور کارکردگی کی فراہمی کو چیلنج ہوتا ہے جبکہ بیک وقت بیٹری کی زندگی کو زیادہ سے زیادہ بنایا جائے۔ نیز جب بات الیکٹرانک مصنوعات کی ہو تو ، سب سے اہم خصوصیت بیٹری کی کھپت ہے۔ ڈیوائس آپریشن کے وقت میں اضافہ کرنا جتنا ممکن ہو کم ہونا چاہئے۔ پورٹ ایبل اور بیٹری سے چلنے والے ایپلی کیشنز میں پاور مینجمنٹ بہت ضروری ہے۔ مائکروپیمپیر قبضوں کے اختلافات آپریٹنگ زندگی کے مہینوں یا سالوں کا باعث بن سکتے ہیں جو مارکیٹ میں مصنوعات کی مقبولیت اور برانڈ کو بڑھا یا گھٹا سکتے ہیں۔ مصنوعات میں اضافہ بیٹری کے استعمال کی زیادہ موثر اصلاح کی مانگ کرتا ہے۔ آج کل ، صارفین کمپیکٹ سائز کے ساتھ لمبے لمبے بیٹری بیک اپ کا مطالبہ کرتے ہیں تاکہ مینوفیکچر چھوٹے بیٹری کے سائز پر بڑی لمبی لمبی بیٹری کی زندگی پر فوکس کر رہے ہیں جو ایک قابل اعتراض کام ہے۔ لیکن ،ڈویلپرز بیٹری کی زندگی کو متاثر کرنے والے بہت سے عوامل اور نازک پیرامیٹرز سے گزرنے کے بعد پاور سیونگ ٹیکنالوجیز لے کر آئے ہیں۔

بہت سے پیرامیٹرز ہیں جو بیٹری کے استعمال کو متاثر کرتا ہے جیسے مائکروکانٹرولر استعمال کیا جاتا ہے ، آپریٹنگ وولٹیج ، موجودہ کھپت ، محیط درجہ حرارت ، ماحولیاتی حالت ، استعمال شدہ پیری فیرلز ، چارج ری چارج سائیکل وغیرہ مارکیٹ میں سمارٹ مصنوعات کے رجحان کے ساتھ ، یہ بہت ضروری ہے۔ پہلے استعمال شدہ ایم سی یو پر توجہ مرکوز کرنے ، بیٹری کی زندگی کو بہتر بنانے کے ل.۔ جب چھوٹے سائز کی مصنوعات میں بجلی کی بچت کی بات آتی ہے تو MCU اہم حصہ بن جاتا ہے۔ لہذا یہ سفارش کی جاتی ہے کہ پہلے ایم سی یو سے آغاز کریں۔ اب ، ایم سی یو بجلی کی بچت کی مختلف تکنیکوں کے ساتھ آتا ہے۔ مائکروکنٹرولرز (ایم سی یو) میں بجلی کی کھپت کو کم سے کم کرنے کے بارے میں مزید معلومات کے ل previous ، پچھلا مضمون دیکھیں۔ اس مضمون میں بڑے پیمانے پر مائکروکونٹرولر میں بجلی کی کھپت کو کم کرنے کے ایک اہم پیرامیٹر پر توجہ دی گئی ہے ، جو گھڑی کی فریکوئنسی میں ترمیم کر رہا ہے۔کم بجلی کی ایپلی کیشنز کیلئے MCU استعمال کرتے وقت جس کا خیال رکھنا ضروری ہے۔

مائکروکنٹرولرز میں گھڑی کی فریکوئنسی میں ترمیم کیوں کی جائے؟

مذکورہ بالا بہت سے پیرامیٹرز میں سے ، گھڑی کی تعدد کا انتخاب بجلی کی بچت میں بہت اہم کردار ادا کرتا ہے۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ مائکروکونٹرولرز کی آپریٹنگ فریکوئینسی کا غلط انتخاب بیٹری پاور میں نمایاں فی صد (٪) کے نقصان کا سبب بن سکتا ہے ۔ اس نقصان سے بچنے کے ل the ، ڈویلپرز کو مائکروکانٹرولر چلانے کے ل frequency مناسب تعدد انتخاب کا خیال رکھنا ہوگا۔ اب ، یہ ضروری نہیں ہے کہ مائکروکنٹرولر قائم کرتے وقت تعدد کا انتخاب ابتدائی طور پر کیا جاسکے ، جبکہ پروگرامنگ کے درمیان بھی اس کا انتخاب کیا جاسکتا ہے۔ بہت سارے مائکروکانٹرولر ہیں جو مطلوبہ آپریٹنگ فریکوینسی کو منتخب کرنے کے لئے تھوڑا سا انتخاب کے ساتھ آتے ہیں۔ نیز مائکروکونٹرولر متعدد تعدد پر چل سکتا ہے ، لہذا ڈویلپرز کے پاس درخواست کے مطابق مناسب تعدد کا انتخاب کرنے کا اختیار موجود ہے۔

کارکردگی پر متعدد تعدد کو منتخب کرنے کا کیا اثر ہے؟

اس میں کوئی شک نہیں ہے کہ مختلف تعدد کو منتخب کرنے سے مائکروکانٹرولر کی کارکردگی متاثر ہوگی۔ جیسا کہ مائکروکنٹرولر کے معاملے میں ، یہ بہت اچھی طرح سے جانا جاتا ہے کہ تعدد اور کارکردگی متناسب ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ، زیادہ سے زیادہ تعدد میں کوڈ پر عمل درآمد کا وقت کم ہوگا اور اس طرح پروگرام پر عمل درآمد کی زیادہ رفتار ہوگی۔ تو ، اب ، یہ بات بالکل واضح ہے کہ اگر فریکوینسی کو تبدیل کیا گیا تو کارکردگی بھی بدلے گی۔ لیکن یہ ضروری نہیں ہے کہ مائکروکنٹرولر کی اعلی کارکردگی کی خاطر ڈویلپرز کو ایک تعدد پر قائم رہنا پڑے۔

کم یا زیادہ تعدد ، کون سا انتخاب کرنا ہے؟

یہ ہمیشہ ایسا نہیں ہوتا ہے جب مائکروکانٹرولر کو اعلی کارکردگی کی فراہمی کرنی پڑے ، بہت سی ایسی ایپلی کیشنز ہیں جنہیں مائکروکنٹرولر کی اعتدال پسند کارکردگی کی ضرورت ہے ، اس طرح کی ایپلی کیشنز میں ڈویلپرز آپریٹنگ فریکوینسی کو گیگا ہرٹز سے میگا ہرٹز میں کم کر سکتے ہیں اور یہاں تک کہ کم سے کم فریکوینسی میں درکار ہے۔ مائکروکانٹرولر چلائیں۔ اگرچہ ، کچھ معاملات میں زیادہ سے زیادہ کارکردگی کی ضرورت ہوتی ہے اور اس پر عملدرآمد کا وقت بھی ضروری ہوتا ہے جیسے ایف آئ ایف او بفر کے بغیر بیرونی فلیش اے ڈی سی چلاتے وقت ، یا ویڈیو پروسیسنگ اور دیگر بہت سے ایپلی کیشنز میں ، ان علاقوں میں ڈویلپر مائکروکونٹرولر کی زیادہ سے زیادہ تعدد استعمال کرسکتے ہیں۔ یہاں تک کہ اس طرح کے ماحول میں استعمال کرتے ہوئے بھی ، ڈویلپرز صحیح ہدایات کا انتخاب کرکے کوڈ کی لمبائی کو کم کرنے کے لئے چالاکی سے کوڈ لے سکتے ہیں۔

مثال کے طور پر: اگر 'for' لوپ مزید ہدایات لے رہا ہے اور کوئی ایسی ہدایات کی کئی لائنوں کا استعمال کرسکتا ہے جو کم لوپ کو لوپ کا استعمال کیے بغیر کام کرنے میں استعمال کریں ، تو ڈویلپر کئی طرح کی ہدایات کے ساتھ جاسکتے ہیں جو 'for' لوپ کے استعمال سے گریز کرتے ہیں ۔ .

مائکروکانٹرولر کے ل appropriate مناسب تعدد کا انتخاب کام کی ضروریات پر منحصر ہے۔ اعلی تعدد کا مطلب اعلی بجلی کی کھپت ہے بلکہ حسابی طاقت بھی ہے ۔ لہذا بنیادی طور پر تعدد کا انتخاب بجلی کی کھپت اور مطلوبہ حساب کتاب کے درمیان تجارت سے دور ہے۔

نیز کم تعدد پر کام کرنے کا سب سے بڑا فائدہ نچلے آریفآئ (ریڈیو فریکوئینسی مداخلت) کے علاوہ کم سپلائی موجودہ بھی ہے۔

سپلائی موجودہ (I) = پرسکون موجودہ (I _q) + (K x فریکوینسی)

دوسری اصطلاح غالب ہے۔ مائکروکانٹرولر کی آریفآئ توانائی اتنی کم ہے کہ اس کو چھاننا بہت آسان ہے۔

لہذا اگر ایپلی کیشن کو تیز رفتار کی ضرورت ہو تو ، تیز چلانے کے بارے میں فکر نہ کریں۔ لیکن اگر بجلی کی کھپت میں تشویش ہے تو ، اتنا ہی سست چلائیں جتنا ایپلی کیشن اجازت دیتا ہے۔

گھڑی تعدد سوئچ کرنے کی تکنیک

PLL (مراحل میں لاک لوپ) یونٹ ہمیشہ ایک اعلی کارکردگی والے MCU میں موجود رہتا ہے جو تیز رفتار سے چل رہا ہے۔ ایک اعلی تعدد کو PLL بڑھاتا ان پٹ فریکوئنسی 8 میگاہرٹز سے 32 میگاہرٹز مثلا. یہ ڈویلپر کا اختیار ہے کہ وہ درخواست کے لئے مناسب آپریٹنگ فریکوئنسی کا انتخاب کرے۔ کچھ ایپلی کیشنز کو تیز رفتاری سے چلانے کی ضرورت نہیں ہے ، اس معاملے میں ڈویلپرز کو کام چلانے کے لئے MCU کی گھڑی کی فریکوئنسی کو کم سے کم رکھنے کی ضرورت ہے۔ تاہم ، ایک مقررہ تعدد پلیٹ فارم میں ، جیسے کم لاگت 8 بٹ ایم سی یو جس میں پی ایل ایل یونٹ نہیں ہوتا ہے ، کسی کو پروسیسنگ کی توانائی کو کم کرنے کے لئے انسٹرکشن کوڈ کو بہتر بنانا ہوگا۔. نیز ، MCU جس میں PLL یونٹ ہوتا ہے وہ فریکوئینسی سوئچنگ تکنیک کے فوائد کا استحصال نہیں کرسکتا ہے جو MCU کو اعداد و شمار کی پروسیسنگ کی مدت میں اعلی تعدد سے چلانے کی سہولت دیتا ہے اور پھر ڈیٹا منتقل کرنے کی مدت کے لئے کم تعدد آپریشن میں واپس آتا ہے۔

اعداد و شمار فریکوئینسی سوئچنگ تکنیک میں پی ایل ایل یونٹ کے استعمال کی وضاحت کرتا ہے ۔

آپریشن کے گھڑی کے انتظام کے طریقوں کا انتخاب

کچھ تیز رفتار مائکروکانٹرولر مختلف گھڑی کے انتظام کے طریقوں کی حمایت کرتے ہیں جیسے اسٹاپ موڈ ، پاور مینجمنٹ موڈ (پی ایم ایم) اور اڈل وضع ۔ ان طریقوں کے درمیان تبدیل ہونا ممکن ہے جب صارف بجلی کی کھپت کے دوران آلہ کی رفتار کو بہتر بنائے۔

منتخب کردہ گھڑی کا ماخذ

کسی بھی مائکروکانٹرولر پر خاص طور پر کم بجلی کے کام کے دوران ، کرسٹل آیسیلیٹر طاقت کا بہت بڑا صارف ہوتا ہے۔ اسٹاپ موڈ سے جلدی آغاز کے لئے استعمال ہونے والا رنگ آکسیلیٹر ، عام آپریشن کے دوران تقریبا to 3 سے 4MHz گھڑی کا منبع فراہم کرنے کے لئے بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اگرچہ پاور اپ پر ابھی بھی کرسٹل آیسیلیٹر کی ضرورت ہے ، ایک بار جب کرسٹل مستحکم ہوجاتا ہے تو ، آلہ آپریشن کو رنگین اوسکلیٹر میں تبدیل کیا جاسکتا ہے ، اس سے زیادہ سے زیادہ 25 ایم اے کی بجلی کی بچت کا احساس ہوتا ہے۔

گھڑی کی رفتار کنٹرول

مائکروقانت کنٹرولر کی آپریٹنگ فریکوئنسی بجلی کی کھپت کا تعین کرنے میں واحد سب سے بڑا عنصر ہے۔ مائکروکانٹرولرز کا تیز رفتار مائکروکنوٹرر کنبہ گھڑی کی رفتار کے انتظام کے مختلف طریقوں کی حمایت کرتا ہے جو اندرونی گھڑی کو سست یا روک کر طاقت کا تحفظ کرتے ہیں۔ یہ طریق کار سسٹم ڈویلپر کو کارکردگی پر کم سے کم اثر کے ساتھ زیادہ سے زیادہ بجلی کی بچت کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

غیر مستحکم میموری یا رام سے سافٹ ویئر کا اطلاق

ڈویلپرز کو لازمی طور پر غور کرنا چاہئے کہ کیا موجودہ کھپت کا تخمینہ لگانے میں سافٹ ویئر کو غیر مستحکم یادوں یا رام سے لاگو کیا جاتا ہے۔ رام سے پھانسی کم موجودہ موجودہ وضاحتیں پیش کر سکتی ہے۔ تاہم ، بہت سے ایپلی کیشنز صرف اتنا کم نہیں ہیں کہ وہ صرف رام سے عملدرآمد کرسکیں اور پروگراموں کو غیر مستحکم میموری سے چلانے کی ضرورت ہے۔

بس کی گھڑیاں اہل یا غیر فعال

زیادہ تر مائکروکونٹرولر ایپلی کیشنز کو سافٹ ویر پر عمل درآمد کے دوران یادوں اور پردیی تک رسائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کیلئے بس کی گھڑیوں کو فعال کرنے کی ضرورت ہے اور موجودہ موجودہ اندازوں میں اس پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔

اندرونی آسکیلیٹر کا استعمال کرتے ہوئے

اندرونی آسکیلیٹروں کا استعمال اور بیرونی آسکیلیٹروں سے بچنا اہم توانائی کی بچت کرسکتا ہے۔ چونکہ بیرونی آسکیلیٹرز زیادہ موجودہ استعمال کرتے ہیں جس کے نتیجے میں بجلی کا زیادہ استعمال ہوتا ہے۔ نیز یہ سخت پابند نہیں ہے کہ کسی کو داخلی آسکیلیٹر کا استعمال کرنا چاہئے ، کیونکہ جب ایپلی کیشنز کو زیادہ گھڑی کی فریکوئنسی کی ضرورت ہوتی ہے تو بیرونی آسکیلیٹرز کو استعمال کرنے کا مشورہ دیا جاتا ہے۔

نتیجہ اخذ کرنا

کم پاور پروڈکٹ بنانا ایم سی یو کے انتخاب سے شروع ہوتا ہے اور مارکیٹ میں متنوع آپشنز دستیاب ہونے پر یہ خاصی مشکل ہے۔ تعدد میں ترمیم سے بجلی کے استعمال پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے اور بجلی کی کھپت کا ایک اچھا نتیجہ بھی ملتا ہے۔ فریکوینسی میں ترمیم کرنے کا اضافی فائدہ یہ ہے کہ ہارڈ ویئر کی اضافی قیمت نہیں ہے اور اسے سافٹ ویئر میں آسانی سے نافذ کیا جاسکتا ہے ۔ اس تکنیک کا استعمال کم لاگت والے ایم سی یو کی توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے کیا جاسکتا ہے۔ مزید یہ کہ توانائی کی بچت کی مقدار کا انحصار آپریٹنگ تعدد ، ڈیٹا پروسیسنگ کا وقت اور ایم سی یو کے فن تعمیر کے درمیان فرق پر ہے۔ عام آپریشن کے مقابلے میں فریکوئینسی سوئچنگ کی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے 66.9 فیصد تک توانائی کی بچت حاصل کی جاسکتی ہے۔

دن کے اختتام پر ، ڈویلپرز کے لئے ، نظام کی افادیت اور کارکردگی کے مقاصد کی ضروریات کو پورا کرنا جبکہ مصنوعات کی بیٹری کی زندگی میں اضافہ کرنا ، ایک اہم چیلنج ہے۔ ان مصنوعات کی مؤثر طریقے سے نشوونما کرنے کے لئے جو طویل ترین ممکن بیٹری کی زندگی فراہم کرتے ہیں۔ - یا حتی کہ بیٹری کے ساتھ بھی کام نہیں کرتے ہیں - دونوں کے لئے سسٹم کی ضروریات اور مائکروکونٹرولر کی حالیہ خصوصیات کی گہری تفہیم درکار ہے۔ یہ اندازہ لگانے سے کہیں زیادہ پیچیدہ ہے کہ فعال ہونے پر ایم سی یو کتنا موجودہ استعمال کرتا ہے۔ تیار کردہ ایپلی کیشن پر انحصار کرتے ہوئے ، فریکوئینسی ترمیم ، اسٹینڈ بائی کرنٹ ، پیریفیریل کرنٹ ایم سی یو طاقت سے زیادہ بیٹری کی زندگی پر زیادہ اہم اثر ڈال سکتا ہے۔

یہ مضمون ڈویلپرز کو یہ سمجھنے میں مدد کے لئے تشکیل دیا گیا ہے کہ ایم سی یوز تعدد کے لحاظ سے کس طرح طاقت استعمال کرتے ہیں اور تعدد میں ترمیم کے ساتھ اصلاح کی جاسکتی ہے۔