Relación entre la frecuencia de operación de microcontroladores y el consumo energético en sistemas embebidos

Abstract

La presente tesis analiza la relación entre la frecuencia de operación de los microcontroladores y el consumo energético en sistemas embebidos, utilizando como caso de estudio el microcontrolador ESP32. El objetivo principal fue determinar cómo la frecuencia de operación influye en el comportamiento energético del sistema, considerando la configuración del reloj, la estabilidad de la frecuencia y el uso de mecanismos de ajuste dinámico. Para ello, se realizaron pruebas experimentales bajo distintas configuraciones de frecuencia, midiendo tanto el consumo instantáneo de corriente como la energía total consumida durante la ejecución de tareas representativas. Los resultados obtenidos evidencian que el incremento de la frecuencia produce un aumento del consumo energético, aunque este efecto puede verse parcialmente compensado por la reducción del tiempo de ejecución en ciertas aplicaciones. Asimismo, se determinó que la estabilidad de la frecuencia contribuye a un consumo más uniforme y predecible, mientras que el ajuste dinámico de frecuencia permite reducir el consumo promedio cuando se implementa adecuadamente. En conjunto, los hallazgos confirman que la frecuencia de operación constituye una variable crítica en el diseño de sistemas embebidos, y que su gestión adecuada permite equilibrar el rendimiento del sistema con las restricciones energéticas propias de aplicaciones modernas.