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选用合适DSP元件进行低功率设计的方法与技巧

时间:10-30 来源:互联网 点击:

关机。

可携式应用会视需要袢「髦质〉缂际酰以便将重要操作模式的功耗减到最低。

基础设施系统

封包语音(VoIP)或基地台收发器等设备所用的无线和有线基础设施虽属于「插入式」应用,却仍须在不同的功耗限制下操作。有些系统会在电源供应和系统散热能力已经固定的机架上,增加新的功能单元或通道容量,这些系统通常必须在室内空调系统故障时继续正常操作。每个机架的总功耗都不能超过现有电源供应的供电能力,电源供应会将电源提供给机架上的电路板,每张电路板再将电源分配给电路板上的不同元件。随着半导体元件日益精密,晶片还能提高操作频率或内建多颗DSP处理器来支援更多通道。另一方面,不断缩小的电路结构却让晶片产生更多功耗,因此透过封装提高散热效率也变得更重要。由于这些系统必须非常可靠,所以在分析其电源和散热需求时,应将所有处理器都在最大负载下工作的情况列入考虑。

为了降低满负载的操作功耗,这类系统多半会裼迷诮系偷缪瓜虏僮鞯母咝能制程,并且搭配对于任何应用都有帮助的多时脉域和时脉闸控技术。这些系统不会利用多电压域技术降低功耗,因其包含大量而密集的处理器,此时若裼枚嗟缪褂蚣际趸嵩斐傻缏钒迳杓聘丛有源蠓增加。静态电压调整有助于节省功耗,由于功耗会随着操作电压的平方而改变,所以这些设计会选择较低的操作电压。这些元件还能整合更多核心,以弥补某些核心在较低频率下操作所不足的效能,例如与其使用四个在1.2V下操作的300MHz核心,还不如使用6个在1.0 V下操作的200MHz核心,因为两种解决方案的MHz效能(和通道处理能力)都是1200MHz,但后者功耗却只有前者的(1.0V/1.2V)2,大约是69%。这些元件的晶片面积大都用于内建记忆体,其中又以资料记忆体为主。由于在特定的通道处理密度下,每颗晶片所需的资料记忆体也是定值,而且其中多数记忆体又会直接分配给各个核心使用,所以增加核心并不会造成晶片总面积等比例增加,所带来的低功耗优点则足以弥补额外增加的成本。

功耗最佳化必须符合应用需求

不同的DSP应用设备需要不同的策略来满足其需求,例如基础设施系统希望降低最大负载条件下的功耗,可携式应用则希望将电池的电力消耗减至最少,它们的需求显然就有极大差异。事实上,就算同类型的应用都可能有着极为不同的要求,例如不同的可携式应用必须袢〔煌的电源最佳化技术来满足各自的操作需求。半导体厂商想要服务各种市场,就必须掌握多种制程、设计和架构技术,才能针对目标应用提供最合适的元件。

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