Contrôle du temporisateur veille-réveil avec signaux mixtes

Le moyen le plus simple d’économiser l’énergie dans un système consiste à arrêter tous les périphériques. En arrêtant les cœurs de processeur ou les circuits logiques, vous réduisez le courant de base ou courant de repos à zéro en dehors du contrôleur d’alimentation du système. Ce type d’économie d’énergie peut être effectué automatiquement avec un ensemble de GPIO, qui peuvent être mis en œuvre dans une application embarquée.

Bien que cela puisse sembler une fonction très simple à mettre en œuvre, la circuiterie qui en résulte et son effet sur la base de code d’un appareil peuvent ne pas être si simples. Le plus souvent, nous nous appuyons sur des fonctions de réveil/veille dans des dispositifs spécifiques connus pour être de gros consommateurs d’énergie, comme un grand microcontrôleur ou un FPGA. En particulier, pour les microcontrôleurs, ces fonctions sont devenues plus courantes et elles sont certainement utiles pour arrêter un système embarqué.

Cependant, pour un ensemble d’ASIC, une fonction de réveil/veille est rarement intégrée à un dispositif, et il existe souvent d’autres périphériques qui ne pourraient pas être arrêtés même si cette fonctionnalité était intégrée à vos ASIC. À ce stade, vous ajoutez désormais un microcontrôleur complexe, une temporisation et une réinitialisation pour contrôler votre système. À la place, examinez cet exemple d’application pour GreenPAK, qui permet de mettre en œuvre une fonction de temporisation réveil/veille et de la déclencher en fonction de n’importe quel ensemble de conditions logiques.

Fonctionnement d’un temporisateur réveil/veille

Les temporisateurs réveil/veille, qu’ils soient mis en œuvre dans un circuit intégré ou conçus sur mesure sur un PCB, assurent tous deux fonctions de base :

• Capturer un signal qui déclenche la fonction de réveil
• Exécuter une temporisation et une séquence d’arrêt après dépassement d’une limite de temps

Cela semble assez simple jusqu’à ce que l’on dresse la liste des circuits nécessaires : le séquenceur d’arrêt de l’alimentation, un séquenceur de démarrage de l’alimentation, des temporisateurs de délai, soit une interface d’entrée numérique ou analogique pour détecter le signal de réveil, ainsi que des périphériques permettant l’arrêt via une commutation par signal logique. Cela est résumé dans le schéma fonctionnel ci-dessous.

Le schéma fonctionnel de base d’un temporisateur réveil/veille comprend un étage de détection en entrée qui capture le signal de réveil, un bloc de temporisation qui décompte la période active, un séquenceur qui contrôle l’ordre de mise sous tension et de mise hors tension des périphériques, et des pilotes de sortie qui activent les lignes d’activation ou de réinitialisation des dispositifs en aval. L’interface d’entrée alimente le temporisateur qui, à expiration, déclenche le séquenceur d’arrêt ; à la réception d’un nouvel événement de réveil, le séquenceur de démarrage réactive les périphériques dans le bon ordre.

Dans un domaine purement numérique, le signal de réveil est en pratique un seul bit (ou un ensemble de bits) au niveau logique requis, qui active la ou les entrées du circuit logique de l’interface d’entrée du circuit réveil/veille. Pour un signal de réveil analogique, une interface d’entrée est nécessaire, conçue spécifiquement pour le signal concerné, afin d’effectuer une mesure du signal (amplitude, phase, fréquence, etc.) pour déterminer si la condition de réveil est satisfaite.

Les signaux de réveil peuvent être fournis par pratiquement n’importe quel type de source tant que l’interface d’entrée du temporisateur réveil/veille est conçue pour le prendre en charge. Cela ouvre la voie à des interfaces mixtes, où des entrées numériques et analogiques sont utilisées pour déclencher les conditions de réveil dans le temporisateur réveil/veille.

Peut-on utiliser des signaux mixtes dans des temporisateurs réveil/veille ?

La réponse à cette question est oui de manière générale, mais cela ajoute de la complexité à un circuit de temporisateur réveil/veille standard. Un temporisateur réveil/veille fonctionne normalement avec une seule entrée numérique, ou une seule entrée analogique ayant franchi un seuil détecté à l’aide d’un comparateur. Par exemple, il peut s’agir d’une sortie d’indication provenant d’un dispositif tactile ou d’un bouton, ou encore d’une sortie de capteur qui dépasse un certain niveau de tension. En général, plusieurs signaux peuvent être combinés en une seule interface d’entrée dans le cadre de la condition de réveil de ce circuit.

Cependant, cela nécessite un bloc supplémentaire de traitement logique à l’entrée du temporisateur réveil/veille. La solution la plus simple est mise en œuvre avec des portes logiques, et tout signal d’entrée analogique peut être numérisé à l’aide d’un comparateur. On pourrait envisager d’utiliser un microcontrôleur pour cette tâche, mais cela va à l’encontre de l’objectif d’un temporisateur réveil/veille, qui consiste généralement à arrêter les périphériques et les processeurs numériques.

Traitement de signaux mixtes pour les signaux de réveil/veille

Le CI programmable à signaux mixtes GreenPAK de Renesas se prête particulièrement bien à la mise en œuvre d’un temporisateur réveil/veille, car il intègre des comparateurs analogiques, des portes logiques, des compteurs, des blocs de délai et des E/S configurables au sein d’un seul dispositif. Une interface à signaux mixtes entièrement personnalisée peut servir d’interface d’entrée pour le temporisateur réveil/veille, en acceptant simultanément des entrées numériques et analogiques.

Par exemple, un comparateur analogique à l’intérieur du GreenPAK peut surveiller la tension d’un capteur tandis qu’une entrée numérique distincte surveille un événement à niveau logique provenant d’un périphérique ; ces signaux alimentent une logique configurable qui évalue la condition de réveil combinée. Une fois les critères de réveil remplis, les blocs internes de compteur et de délai gèrent la séquence de mise sous tension et de mise hors tension des rails externes ou des lignes de réinitialisation.

Les outils de développement Go Configure offrent aux concepteurs la possibilité de développer des temporisateurs réveil/veille entièrement personnalisés capables de prendre en charge des signaux mixtes et même une interface série dans le cadre de la fonction de réveil. Ces processeurs programmables à signaux mixtes permettent de réaliser des systèmes plus compacts et plus efficaces.

Pour en savoir plus, consultez les composants GreenPAK et les exemples de référence.

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• Voir les solutions de temporisateur réveil/veille GreenPAK

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