Progetti IoT a risparmio energetico

Attenzione al consumo energetico

Con l'avvento dell'Internet delle cose (IoT), i progettisti embedded stanno concentrando la loro attenzione e i loro sforzi più che mai sul consumo energetico del sistema. Un esempio lampante è il nodo sensore wireless, un dispositivo relativamente semplice dal punto di vista funzionale che deve svolgere il suo lavoro per un lungo periodo di tempo (in alcuni casi anni) alimentato da una batteria.

Progetti IoT con gestione dell'alimentazione del sistema

Le considerazioni sulla progettazione includono elementi chiave del sistema come il microcontrollore (MCU), l'interfaccia wireless, il sensore e la gestione dell'alimentazione del sistema. Per i sistemi più complessi, un circuito integrato di gestione dell'alimentazione (PMIC) consente un controllo più preciso dell'intero sistema. Da un'unica fonte di alimentazione, è possibile generare più binari di tensione per pilotare diversi elementi del sistema embedded e regolare ciascun binario di tensione per fornire l'energia necessaria all'applicazione. Un PMIC può anche fornire funzioni aggiuntive per il controllo generale del sistema, come timer watchdog e funzioni di reset. Per le applicazioni IoT è disponibile l'interfaccia di gestione dell'alimentazione del sistema.

L'interfaccia di gestione dell'alimentazione del sistema

L'interfaccia SPMI è uno standard di gestione dell'alimentazione per l'elettronica mobile. Questa interfaccia seriale a due fili è ottimizzata per la gestione dell'alimentazione e per compiti di controllo generali. È sufficientemente flessibile per quanto riguarda le frequenze di clock, che possono variare da 32 kHz a 26 MHz, senza la necessità di sincronizzare i singoli dispositivi tra loro. I partecipanti collegati al bus di controllo sono assegnati a diverse classi. C'è il master e due diversi slave, uno dei quali può inviare richieste e l'altro no. I singoli componenti collegati al bus hanno un arbitrato paritario e il traffico di dati può essere controllato in base alla priorità. Questa specifica riduce anche i costi di progettazione e il time-to-market dei dispositivi mobili, rendendo più semplice la connessione di dispositivi di produttori diversi. Viene utilizzata in smartphone, tablet e altri dispositivi portatili.

Caratteristiche di SPMI

L'interfaccia collega il controller di alimentazione integrato di un processore system-on-chip (SoC) a uno o più sistemi di controllo della tensione del circuito integrato di gestione dell'alimentazione. L'interfaccia può essere utilizzata per monitorare e controllare con precisione i livelli di potenza del processore necessari per un particolare carico di lavoro o applicazione e per controllare dinamicamente le varie tensioni di alimentazione in base ai livelli di potenza in tempo reale.

Le caratteristiche includono un basso numero di pin e di gate, alta velocità, bassa latenza, capacità di supportare più dispositivi di processore sullo stesso bus condiviso, gestione della priorità per classe di traffico e riconoscimento delle istruzioni.