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Power Profiler Kit II

임베디드 솔루션의 전력 프로파일링 및 전력 최적화

파워 프로파일러 키트 2(PPK2: Power Profiler Kit II)는 외부 하드웨어와 함께 모든 노르딕 DK 상에서 uA 미만에서 최대 1A까지 선택적으로 전류를 공급하고 측정할 수 있는 스탠드얼론 장치이다. 

 

PPK2는 최대 500mA의 전류를 공급할 수 있는 표준 5V USB 케이블을 통해 전원이 공급된다. 최대 1A 전류를 공급하기 위해서는 2개의 USB 케이블이 필요하다.

 

전류계(Ampere Meter) 전용 모드는 물론, 소스 모드(PCB에 각각 AMP 및 SMU(Source Measure Unit)로 표시)가 지원된다. 전류계 모드의 경우, 외부 전원공급장치는 0.8V ~ 5V 사이의 VCC 레벨을 DUT(Device Under Test)에 소싱해야 한다. 소스 모드의 경우, PPK2는 0.8V ~ 5V 사이의 VCC 레벨을 공급하고, 온보드 레귤레이터는 최대 1A의 전류를 외부 애플리케이션에 공급한다. 이는 외부 하드웨어와 함께 모든 노르딕 DK 상에서 낮은 절전 전류와 높은 활성 전류는 물론, 짧은 전류 피크를 측정할 수 있다. 

 

PPK2는 nRF51, nRF52, nRF53 시리즈 기반의 단거리 애플리케이션과 nRF91 시리즈 셀룰러 SiP를 모두 지원하며, 센서가 부착된 nRF9160 DK와 같이 추가 회로 설계를 위한 여분의 헤드룸을 갖추고 있다. 

 

PPK2는 높은 동적 측정 범위의 첨단 아날로그 측정 장치를 갖추고 있다. 이를 통해 단일 μA에서 1A에 이르기까지 일반적인 저전력 임베디드 애플리케이션에서 볼 수 있는 전체 범위에 걸쳐 정확한 전력소모를 측정할 수 있다. 분해능은 측정 범위에 따라 100nA에서 1mA에 이르며, 저전력 최적화 시스템에서 흔히 볼 수 있는 작은 스파이크까지 충분히 감지할 수 있다.

 

또한 PPK2는 하위버전의 로직 분석기처럼 디지털 입력을 사용할 수 있어 코드 동기화 측정이 가능하다. 이는 디지털 입력을 외부 DUT의 I/O 핀에 연결하여 실행할 수 있다. 이 기능을 사용하기 위해서는 DUT에 1.6V ~ 5.5V의 VCC 전압이 공급되어야 한다. 그런 다음, 디지털 입력은 DUT의 다른 지점에서 실행되는 코드를 표시할 수 있다. 

 

이전 세대의 긴 윈도우에 비해 10배 더 빨라진 샘플링(100ksps) 속도는 항상 최대 분해능을 연속적으로 유지할 수 있도록 해준다. 이를 통해 사용자는 평균 수집 데이터를 축적하고, 동일한 윈도우를 사용하여 고분해능 데이터를 확대할 수 있다.

 

PC 소프트웨어는 데스크톱용 nRFConnect(nRF Connect for Desktop) 프레임워크에서 실행되는 별도의 파워 프로파일러 앱이다. 이 앱은 처음 출시된 PPK와 PPK2를 모두 지원한다. PPK2와 파워 프로파일러 앱을 사용하면, 평균 획득시간과 고분해능 이벤트를 동일한 윈도우에 표시할 수 있다. 측정 데이터는 사후 프로세싱을 위해 내보내기가 가능하다. 

 

온라인 파워 프로파일러(OPP: Online Power Profiler)는 랩 테스트를 통해 블루투스 LE(Bluetooth Low Energy), LTE-M 및 NB-IoT 프로토콜에 대한 전류소비 값을 측정할 수 있는 툴이다. OPP가 어떻게 nRF9160 DK 기반 개발 작업에서 PPK2를 보완할 수 있는지 전력 최적화 문서(Power Optimization documentation)에서 확인할 수 있다. 

 

박스에는 마이크로 USB 케이블(포함되어 있지 않음)을 통해 컴퓨터와 연결되는 PPK2 PCB가 들어 있다. 포함된 점퍼 케이블을 통해 DUT에 전원을 공급하고, 전력 프로파일링을 수행할 수 있다. PPK2 디지털 입력을 이용하기 위해서는 포함된 10핀 로직 포트 케이블이 필요하다.

 

Download Power Profiler Kit II product brief (PDF)

  • 200nA to 1A measurement range
  • Resolution varies between 100nA and 1mA depending on the measurement range
  • Support for all Nordic DKs, in addition to custom HW
  • Ampere meter and source modes
  • 10x quicker sampling (100ksps) vs previous generation
  • Standalone unit
  • 0.8 - 5V VCC levels
  • 8 digital inputs enables low-end logic analyzer support
  • Power Profiler app in nRF Connect for Desktop