Elektronik / Elektronik Kaynakları/

İmdat! Mikrodenetleyicim Yanıyor!

Son zamanlarda mikrodenetleyici firmaları hızlarını oldukça arttırdı. 8 bit cephesinden 32 bit cephesine kadar neredeyse tüm işlemciler 100MHz’leri zorluyorlar. Bu, biz kullanıcıları işlemlerimizde oldukça rahatlatsa da, piyasanın rekabetçi yapısı dikkate alındığında özellikle mikrodenetleyici üreticilerini oldukça fazla zorlar duruma gelmiştir. Bunun nedeni ise yükselen frekansların getirdiği en önemli sorun: ısınma.

İşlemcilerin çalışma gerilimleri günümüzde standart haldedir; 5V, 3.3V, 1.2V. Bu koşullar altında işlemcinin çektiği akım dikkat edilmesi gereken en önemli birimdir. Bunu, güç tüketiminin az olması istenen, taşınabilir cihaz gibi uygulamalar yapan kişiler çok iyi bilirler, çünkü bir cihazın aynı enerji ile uzun süre çalışabilmesi oldukça önemlidir. Ben ise bu konuya farklı bir açıdan bakmak istiyorum.

Genellikle yaptığım uygulamalarda işlemcinin çektiği güç, asıl yapılan işin yanında yok denecek kadar azdır. Bunun için özellikle 10A ve üstü işlemler yaparken işlemcinin çektiği akım ihmal edilebilir.

Yine böyle bir uygulamada Microchip’in dsPIC serisinden bir işlemci kullanmam gerekti. Yaklaşık 10MIPS’te çalıştırdığım işlemci hafif denebilecek bir ısıya sahipti. Bu beni rahatsız etmiyordu. İşlemlerimin karmaşıklığı arttıkça işlem hızına ihtiyaç duydum ve hızı iki kat arttırarak 20MIPS’e çıkardım. Tam bu anda işlemcinin aşırı denebilecek, elimi üzerinde tutamayacağım kadar ısındığını gördüm. İlk şüphelendiğim şey bir kısa devre olduğuydu. Elbette ne yaptıysam sorunu gideremedim. İşlemciyi değiştirdim, sorun yine aynıydı. Derken çoğumuzun bakmadığı bir alan olan datasheet’in “Electrical Characteristics” bölümünü incelemek istedim.

microchip_power

Yukarıda işlemcinin güç tüketim tabloları görülebilir. Yukarıdaki tabloda kırmızı ve yeşil ile işaretli alana bakarsak hız farkından sonra oluşan ısınmanın neden kaynaklandığı çok rahat görülebilir. Sadece 2 kat hız artışından sonra oluşan 0.3W’lık kayıp (işlemcinin toplam kaybı 0.7W oluyor) işlemciye dokunulamaz bir düzeye getirmeye yetiyor. Bu konuda Microchip gibi bir firmanın bu hata ya da kalitesizliği yapması açıkçası ilginç olmuş. Üstelik bu değerlerin tüm çevre birimleri kapalıyken, en iyi koşul için geçerli olduğunu da vurgulamak gerek. dsPIC gibi Microchip’in övündüğü işlemci serisinde bunu yapması açıkçası negatif bir özellik.

Bu söylemimin elbette dayandığı iyi bir dayanak var. Aşağıda, bulunduğumuz dönemde adından oldukça fazla söz ettiren 168MHz hızıyla STM32F407’nin frekansa göre çektiği akım tablosu görülebilir.

arm_power

Yukarıdaki tablodan da görüldüğü üzere 168MHz gibi bir hızda, özellikle tüm çevre birimleri açıkken çektiği akım 86.8mA olarak verilmiş. Bu da 3.3V ile çalışan bir işlemci için 0.28W kayıp yapar ve bu, özellikle yukarıda bahsettiğimiz dsPIC ve buna benzer işlemciler karşısında ARM’ı bir adım öner çıkarır.

Sonuç olarak bu ve bunun gibi bir çok örnek gösteriyor ki ARM’lar, hem güç tüketimlerinin azlığı hem de hızlarıyla geleceğin mikrodenetleyici mimarisini olacaklarını şimdiden garantilediler.

Herkese çalışmalarında başarılar dilerim.

Sponsorlu Bağlantılar
  1. Hakan K. 2013/05/21
  2. FxDev 2013/05/21
  3. Veli Kanık 2013/05/21
  4. Gürkan Pakay 2013/05/21
  5. FxDev 2013/05/21
  6. Veli Kanık 2013/05/21
  7. Brujah 2013/05/21
  8. FxDev 2013/05/21
  9. Brujah 2013/05/21
  10. FxDev 2013/05/21
  11. Brujah 2013/05/21
  12. volkan 2013/05/21
  13. volkan 2013/05/21
  14. Mustafa Budak 2013/05/21

Yorum

Soru: