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優化工作量/資料輸送量 雙核心MCU提高電源效率

文‧Tom Spohrer 發布日期:2019/10/24 關鍵字:DSP雙核MCUMicrochipPWMPMBus

需要高效能數位訊號處理(DSP)的嵌入式應用不僅要求提升效能以適應日益複雜的數學演算法,還要求增加通訊、功能性安全和管理功能。這些因素共同作用,造成高度整合的微控制器和數位訊號控制器中處理能力的部署方式發生變化。 其中一個典型案例是先進電源設計。現今的方案不僅要求透過數學演算法和即時脈寬調變(PWM)控制對能量轉換進行精密高效的控制,還要建立連接以轉發即時工作狀態,並使用PMBus等協定從系統級管理單元接收命令。類似地,在汽車風扇或泵控制器中,須透過CAN-FD等協定建立通訊,以發送命令、實現系統監視和產生診斷報告。在空調裝置中,要求可能更為複雜,須執行針對DSP的單獨任務,以支援在主電源中進行功率因數校正以及在風扇和泵浦裝置中實現閉環馬達控制。

原則上,單個高速CPU核心可以透過時間切片運行多個獨立執行緒,以處理低延遲即時控制任務以及聯網和系統管理任務。不過,對於採用特定製程技術已達到如此高效能的核心晶片而言,其在功耗和複雜性方面的表現可能不甚理想。

對於運行在單個核心上的任何即時應用而言,還存在一個問題,即如何使執行緒和中斷處理常式輕鬆地按時完成任務。對於任何資源分享的實現,需要關注的一點是,不相關流程或中斷處理常式的運行會阻塞特定執行緒的運行時間。為了確保執行緒在各種沒有任何依賴關係的條件下按時完成任務,用於計算所需餘量值的保守演算法將要求留出相當大的一部分未分配的處理週期。

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