האם מסך קוד המקטע התעשייתי תומך במצב שינה?

一, המהות הטכנית של מצב שינה: הליבה של ניהול כוח דינמי
מצב השינה של מסך קוד המקטע משיג בעצם ירידה דרגתית בצריכת החשמל על ידי כיבוי מודולי מעגלים לא חיוניים. היישום הטכני שלה צריך לעמוד בשני תנאי ליבה:

בקרת צורות גל כונן: מסכי קוד פלחים המונעים על ידי מתח AC צריכים להתאים באופן דינמי את יחסי הפאזה של אותות COM/SEG במצב שינה. לדוגמה, ה-National Technology N32L43x יכול להפחית את מחזור העבודה של מתח הנעה של LCD מ-50% ל-20% במצב שינה באמצעות פונקציית היפוך פאזה-מובנית של צורת גל, ולהפחית את צריכת החשמל הסטטית מ-5 μA ל-0.8 μA.
שמירת תוכן תצוגה: יש לאחסן את נתוני התצוגה הנוכחיים במאגר מסגרת או ב-RAM לתצוגה. בקר ה-LCD של GD32L233 משלב 32 × 8 מקטעים של זיכרון RAM לתצוגה, שיכול לשמור על תוכן התצוגה במצב שינה ללא צורך באתחל מחדש את נתוני התצוגה לאחר ההתעוררות.
מנקודת מבט טכנית, מצב שינה שייך לקטגוריית "ניהול כוח דינמי" (DPM) בארכיטקטורות-נמוכות בהספק. אם ניקח לדוגמא את ליבת ARM Cortex-M, מצב השינה שלה משיג איזון בין צריכת חשמל ומהירות תגובה על ידי כיבוי שעון המעבד, שמירה על מצבי SRAM ורישומים ושימוש בטכנולוגיית שער שעון היקפית. עבור מעגל מנהל ההתקן של מסך קוד מקטע, יש להרחיב את הניהול הזה למודול מנהל ההתקן של ה-LCD על ידי קביעת תצורת סיביות ה-SLP באוגר LCD_CR כדי להכניס את מנהל ההתקן למצב-נמוך.

2, נתיב היישום של מצב שינה: עיצוב שיתוף פעולה בתוכנת חומרה
1. תמיכה בשכבת חומרה: אינטגרציה עמוקה של שבבי מנהלי התקנים ו-MCU ייעודיים
מצב השינה של מסכי קוד פלחים תעשייתיים מודרניים תלוי מאוד בשיתוף הפעולה בין שבבי דרייבר ייעודיים ו-MCUs

אופטימיזציה של רמת שבב הנהג: לדוגמה, HT1621 ושבבי מנהל התקן אחרים בנויים-מעגלי משאבת טעינה שיכולים לכבות אוטומטית את משאבת הטעינה במצב שינה, ולהפחית את זרם אספקת החשמל מ-200 μA ל-2 μA. במקביל, ניתן להגדיר את מחולל תזמון הסריקה הפנימי שלו כ"סריקת תוכן במצב שינה, עדכון צריכת תוכן במצב עדכון תדירותי של צריכת תוכן במצב עדכון מתח 1" ב-80%.
אינטגרציה היקפית של MCU: בקר ה-LCD של GD32L233 תומך במצב STOP2, שבו מנהל ההתקן של ה-LCD ממשיך לעבוד בזמן שה-CPU, PLL ומודולים אחרים כבויים, מה שמפחית את צריכת החשמל של המערכת מ-3mA במצב רגיל ל-2 μA. המפתח הוא לעבור באופן דינמי בין מקור השעון למצב נהיגה על-ידי קביעת תצורת ה-LCD_CLK bits של LCD_CLKEN ו-LCD.
2. בקרת שכבת תוכנה: הפרעה של השכמה-ותחזוקה
יישום התוכנה של מצב שינה צריך לטפל בשתי בעיות ליבה:

כניסה למצב צריכת חשמל-נמוכה: על ידי הגדרת אוגר ניהול החשמל של ה-MCU (כגון PWR_CR של STM32) ושילובו עם הוראת SLEEP, המערכת נכנסת למצב שינה. לדוגמה, ב-ATmega8, יש צורך להגדיר את סיביות SE של אוגר MCUCR ל-1 ולהגדיר את סיביות SM2-SM0 לבחירת סוג מצב שינה (כגון מצב חיסכון בחשמל).
עיצוב מנגנון התעוררות: מקורות{0}}התעוררות טיפוסיים כוללים טיימרים RTC, פסיקות חיצוניות (כגון מפעילים מפתח), זיהוי פעילות אוטובוס וכו'. אם ניקח לדוגמא את ציוד Siemens SCALANCE W, מצב השינה שלו שולט באספקת החשמל של התקנים במורד הזרם באמצעות אנשי קשר DI/DO, תוך שימוש באיש ה-D-WakeOUT של הלקוח כדי להשיג חומרה.{3} ניתן לשלוט בזמן ההשכמה- תוך 100 מיקרומטר שניות.
3, מקרי יישומים בתעשייה: הקפיצה מתאוריה לפרקטיקה
1. מד חכם: מצב שינה משיג חיי סוללה של 10 שנים
במונים חכמים-חד-פאזיים, מסך קוד הפלח צריך להציג מידע רציף כגון רמת הסוללה והזמן. בתכנית המשתמשת ב-GD32L233, המערכת מתעוררת כל דקה באמצעות טיימר RTC, מעדכנת את נתוני התצוגה ונכנסת למצב STOP2. נתוני הבדיקה בפועל מראים שצריכת החשמל היא 3mA במצב תצוגה רגיל, בעוד שהיא יורדת ל-2 μA במצב שינה. יחד עם סוללת ליתיום 4000mAh, חיי הסוללה התיאורטיים יכולים להגיע ל-10 שנים. הנקודות הטכניות העיקריות כוללות:

הצג עדכון דינמי של תוכן: עדכן רק נתונים המשתנים במהלך-תקופת ההתעוררות (כגון ערכי רמת הסוללה), שמור על תוכן סטטי (כגון סמלי יחידות) ללא שינוי, והפחת את מספר מנהלי ההתקן לתצוגה.
אופטימיזציה של מקור השעון: LSI (שעון פנימי במהירות-נמוכה) משמש כמקור השעון במצב שינה, עם תדר של 32kHz והפחתת צריכת חשמל של 90% בהשוואה ל-HSI (שעון פנימי מהיר-).
2. ציוד HMI תעשייתי: שיתוף פעולה בין מצב שינה והתעוררות במגע-
במכשירי ממשק אדם-תעשייתי (HMI), מסכי קוד פלח משמשים לעתים קרובות בשילוב עם לחצני מגע קיבוליים. בפתרון של National Technology N32L43x, המערכת משיגה השכמה במגע-על ידי קביעת התצורה של האוגר TOUCHCTRL: כאשר מתגלה כפתור, החומרה מעירה אוטומטית את ה-MCU ומשחזרת את מנהל ההתקן של התצוגה באמצעות פונקציית LCD_Makeup. לפי תכנית זו, צריכת החשמל של מצב שינה היא 1.2 מיקרומטר, וזמן התגובה-להשכמה הוא פחות מ-50 שניות, ועומד בדרישות{10}הזמן האמיתי של אתרים תעשייתיים.

3. מכשירים רפואיים ניידים: שילוב של מצב שינה ותקשורת- נמוכה
במדדי סוכר ניידים, מסך קוד המקטע צריך לעבוד בשילוב עם מודול Bluetooth Low Energy (BLE). בפתרון הנורדי nRF52832, המערכת מקושרת למצב השינה של ה-LCD על ידי קביעת מצב ה-SLEEP של BLE: כאשר BLE נכנס לשינה עמוקה, ה-LCD נכנס באופן סינכרוני למצב Sleep, ומפחית את צריכת החשמל מ-8mA במצב רגיל ל-3 μA. בעת היקיצה, מודול BLE מפעיל את ה-LCD התעוררות באמצעות{5}IO מודדת דרך{5}IO. זמן השכמה- של 80 מיקרומטר שניות, המבטיח חיבור חלק בין שידור נתונים ועדכוני תצוגה.