低功耗MAX II CPLD

低功耗MAX II CPLD

Altera |3">Altera 的 MAX® II CPLD 系列自从推出以来，在低功耗应用上大展身手，特别是新的零功耗 MAX IIZ ，它的动态功耗和待机功耗都是业界最低的。 Altera新的零功耗 MAX IIZ CPLD ，在 CPLD 业界实现了最低的静态和动态功耗。 Altera® CPLD 能够帮助您提高性能，同时降低功耗。

随着对支持高级功能、电池使用时间更长的小型低成本产品的需求增长，低功耗应用得到了迅速普及。表 1 列出了需要低功耗的部分最终市场。

MAX IIZ 低功耗 CPLD

MAX IIZ CPLD 提供关断功能，进一步延长了电池使用时间。 MAX IIZ 器件从根本上针对低功耗进行设计，有丰富的低功耗系统特性，包括热插拔功能、灵活的上电排序以及简洁的单电源供电等。

待机 ( 静态 ) 功耗

表 2 列出了 MAX IIZ CPLD 系列的待机电流。如表中所示， MAX IIZ CPLD 具有超低的待机功耗，非常适合需要延长电池使用时间的便携式应用。

注释：

25°C 时， VCCINT = VCCIO = VIPIN = 1.8 V
70°C 时， VCCINT = VCCIO = V PIN = 1.8 V

动态功耗

和传统的宏单元 CPLD 体系结构不同， MAX IIZ CPLD 在器件内部不使用读出放大器来放大信号电压，这种放大器需要偏置电流。此外，利用 Quartus® II 软件， MAX IIZ 器件通过局部走线有效地实现了大部分互联，大大降低了动态功耗。图 1 所示为 MAX IIZ EPM240Z 器件典型功耗 (mWatts) 和频率的关系。 MAX II 器件手册 中的 理解并评估 MAX II 器件的功耗 (PDF) 一章介绍了所有 MAX II 器件系列的类似曲线关系。

图1. MAX II EPM240Z器件的功耗和频率关系 (1), (2)
注释：

典型工作条件是在 25°C
每一器件全部使用了 16 位计数器
MAX IIZ 和 CoolRunner-II 的功耗对比
图 2 所示为 MAX IIZ CPLD 和 CoolRunner-II 的动态功耗对比，后者是基于传统宏单元的 CPLD 。如图所示， MAX IIZ 在每一性能等级上都有较低的功耗。

图2. MAX IIZ和CoolRunner-II的动态功耗对比

自动关断功能

为了获得绝对最低功耗，器件在不工作时最好不消耗能量。 MAX IIZ 器件做到了这一点， MAX IIZ CPLD 和传统的宏单元 CPLD 不同，它含有内部振荡器，可以用于实现自动关断功能。

MAX IIZ 的自动关断操作非常简单 ( 图 3) 。 MAX IIZ 器件的所有输入控制一个计数器。任意输入被激活后，计数器保持复位。当所有输入停止工作后，计数器开始计数，直到经过了用户指定的时间长度。如果在这一时间段所有的输入仍没有工作，那么发送一个信号来禁用 MOSFET ，关断 MAX IIZ 器件的电源。当任意输入开始工作时，内部计数器复位，加电， MAX IIZ 上电。关于 MAX IIZ 关断功能的详细信息，请参考 MAX II 关断设计实例页面 。

图3. MAX IIZ器件自动关断功能

图 4 所示为 MAX IIZ CPLD 和 CoolRunner-II 传统宏单元 CPLD 都关电时的功耗对比。这一应用实例假定 CPLD 的 V CCINT 和 V CCIO 关断时，50％的输入接在 V CC 上， 50 ％的输入接在 GND 上。如图所示，和 MAX IIZ 相比，通过 CoolRunner-II 器件 I/O 引脚的漏电流导致了器件在关断时有很大的功耗。这是因为，和传统的宏单元 CPLD 不同，关断时，接在 V CC 或者 GND 上的多个 I/O 引脚对 MAX IIZ 的功耗影响不大。

图4. 关断时，MAX IIZ和CoolRunner-II 的对比