如何檢測(cè)電池壽命_如何看電池壽命

　　在我們現(xiàn)代的移動(dòng)社會(huì)中，對(duì)電子設(shè)備的最大抱怨之一是它們的電池沒有預(yù)期的那么長(zhǎng)，人類必須在某種程度上沉迷于我們始終保持連接和以一種或另一種形式傳輸數(shù)據(jù)的能力。移動(dòng)設(shè)備使用的增加不僅導(dǎo)致芯片制造商被迫重新考慮他們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)微控制器，甚至還導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師如何構(gòu)建系統(tǒng)，即使是擁有最新技術(shù)和技術(shù)的嵌入式開發(fā)人員也很難確保他們有足夠的電池來以預(yù)期的時(shí)間間隔運(yùn)行他們的產(chǎn)品。可以遵循七個(gè)技巧來幫助確保估計(jì)準(zhǔn)確的電池壽命。

　　技巧1–傳統(tǒng)電池預(yù)算分析

　　工程師估算電池的第一步，通常也是最后一步，是創(chuàng)建傳統(tǒng)的電池預(yù)算。這種類型的分析通常包括創(chuàng)建一個(gè)電子表格，其中列出了系統(tǒng)中的每個(gè)組件。然后，工程師檢查每個(gè)組件，確定最小、典型和最大電流消耗并記錄下來。有了這些信息，工程師現(xiàn)在可以開始估計(jì)系統(tǒng)在每個(gè)消耗箱中的時(shí)間百分比。例如，微控制器可能只有5%的時(shí)間處于運(yùn)行模式，25%的時(shí)間處于低功耗停止模式，70%的時(shí)間處于深度睡眠模式。

　　以這種方式分析每個(gè)元件后，將結(jié)果相加，系統(tǒng)現(xiàn)在就有了最小、典型和最大電流消耗數(shù)據(jù)，可以用來確定電池的大小。大多數(shù)此類分析的部分問題是，這些數(shù)字或多或少是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的。換句話說，它們完全是猜測(cè)。工程師盡其所能進(jìn)行猜測(cè)，但通常會(huì)有一定程度的不安，因?yàn)榭赡軙?huì)有意外的漏電流，對(duì)微控制器實(shí)際功耗的錯(cuò)誤估計(jì)，以及許多其他因素。

　　技巧2–軟件RMA

　　作為軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)和分析的一部分，應(yīng)對(duì)軟件執(zhí)行單調(diào)速率分析(RMA)。這種分析不僅會(huì)識(shí)別軟件將要執(zhí)行的不同任務(wù)，還會(huì)給出每個(gè)任務(wù)將運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間以及所涉及的不同外設(shè)的相對(duì)概念。從這些信息中，可以記錄微控制器的不同任務(wù)和行為的簡(jiǎn)單列表，以改進(jìn)傳統(tǒng)的電池預(yù)算猜測(cè)(估計(jì)猜測(cè))。請(qǐng)注意，RMA還會(huì)讓嵌入式開發(fā)人員感到放心，所有任務(wù)都會(huì)以確定的方式完成，不會(huì)錯(cuò)過截止日期。

　　技巧3–芯片供應(yīng)商工具

　　微控制器是能耗方面最模糊的領(lǐng)域之一。關(guān)于這些小家伙將如何消耗能量，有太多的變量。對(duì)大多數(shù)供應(yīng)商數(shù)據(jù)表的審查將提供基于溫度、電壓、外設(shè)設(shè)置、海拔、風(fēng)速、開發(fā)者的星座等的大范圍的能量消耗。總有一個(gè)問題是，這些數(shù)字是從哪里以及如何獲得的，它們是否準(zhǔn)確。

　　即使只是揮揮手，芯片廠商也開始向開發(fā)者提供一些新工具，這些工具將極大地改善電池預(yù)算的估算方式。

　　技巧4–臺(tái)式實(shí)驗(yàn)

　　正如任何工程師都喜歡建模和評(píng)估工具一樣，在那些假設(shè)在工作臺(tái)上被測(cè)試和證明之前，總是存在一種緊張感。這就是為什么必須在設(shè)計(jì)周期的早期測(cè)試開發(fā)套件和原型部件的真實(shí)行為!它不需要是一個(gè)干凈整潔的測(cè)試，但至少應(yīng)該能夠測(cè)試關(guān)于軟件、微控制器功耗和系統(tǒng)上其他組件的基本假設(shè)。

　　基準(zhǔn)測(cè)試的一個(gè)好處是，它是證明低功耗設(shè)計(jì)方向正確的一種快速且廉價(jià)的方法。如果數(shù)據(jù)手冊(cè)中有錯(cuò)誤，假設(shè)中有疏忽等等，那么從工作臺(tái)獲取的數(shù)據(jù)可以用來改進(jìn)模型。最終結(jié)果是離證明預(yù)期的設(shè)計(jì)實(shí)際上是有效的又近了一步。

　　技巧5–電池壽命周期分析

　　創(chuàng)建模型、基準(zhǔn)測(cè)試和模擬系統(tǒng)的能耗對(duì)于確定嵌入式系統(tǒng)的電池壽命有很大幫助。然而，就電池本身而言，還是有一些不同的陷阱。第一個(gè)問題與可充電電池有關(guān)，即每次充電/放電循環(huán)都會(huì)降低電池的總?cè)萘俊＿@種容量降低的結(jié)果是，設(shè)備在首次制造時(shí)可能具有九個(gè)小時(shí)的電池壽命，但是六個(gè)月后可能僅持續(xù)六個(gè)小時(shí)。這是嵌入式開發(fā)人員在進(jìn)行電池容量估計(jì)時(shí)需要考慮的一個(gè)因素。

　　應(yīng)該記住的第二個(gè)因素是嵌入式系統(tǒng)的峰值電流消耗。任何電池的額定工作電流都是一定的毫安小時(shí)數(shù)，但當(dāng)電池部分放電時(shí)，峰值電流可能會(huì)導(dǎo)致電池電壓下降或低于欠壓。其結(jié)果是，在電池真正釋放完所有能量之前，嵌入式系統(tǒng)就已經(jīng)死了。

　　技巧6——編譯器供應(yīng)商工具

　　一旦電池壽命分析達(dá)到基準(zhǔn)測(cè)試階段，有一些非常令人興奮的編譯器相關(guān)工具可用于驗(yàn)證系統(tǒng)假設(shè)。這些工具能夠監(jiān)控系統(tǒng)在200 kHz頻率下使用了多少能量!更好的是，它們?cè)试S系統(tǒng)的電流消耗和正在執(zhí)行的代碼相關(guān)聯(lián)!

　　有了這樣的工具，開發(fā)人員就可以查看配置文件，確定哪些任務(wù)或功能從電池中消耗的能量最多，并在這些方面進(jìn)行低功耗優(yōu)化!甚至有工具選項(xiàng)可以記錄在哪些函數(shù)中花費(fèi)了多少執(zhí)行時(shí)間，這樣開發(fā)者就可以確定哪個(gè)函數(shù)或任務(wù)占用了CPU!

　　技巧7——獲得第二意見

　　尤其是當(dāng)一個(gè)開發(fā)周期或產(chǎn)品發(fā)布處于危險(xiǎn)之中或?qū)σ粋€(gè)公司的生存至關(guān)重要時(shí)，得到第二雙眼睛的分析作用很大。無論是同事還是第三方，讓另一個(gè)工程師審查評(píng)估和數(shù)據(jù)將會(huì)產(chǎn)生嵌入式開發(fā)人員可能沒有想到的信息和想法，它極大地幫助確保沒有任何事情勉強(qiáng)通過，并且當(dāng)產(chǎn)品發(fā)布日臨近時(shí)，工程師和團(tuán)隊(duì)確信系統(tǒng)不會(huì)提前耗盡能量。v