如何選用合適DSP元件進行低功率設(shè)計
加入技術(shù)交流群
封裝與功耗
前述所有省電技術(shù)都能幫助元件減少產(chǎn)生熱量，封裝則能透過高效率散熱進一步加強它們的效果。傳統(tǒng)的風(fēng)扇、散熱空間或
散熱片都不適合空間有限的可攜式應(yīng)用，它們的高度或成本也可能超過插入式模組或汽車應(yīng)用所能接受的范圍；相形之下，金屬散熱蓋或散熱層雖會增加元件成本，卻能提供更高散熱效率。有些元件還將散熱錫球連接到元件的散熱接地面，由它透過電路板來達成更良好的散熱效果。
選擇適當(dāng)技術(shù)
電池供電型應(yīng)用
可攜式或掌上型應(yīng)用最重視電池壽命，但可攜式應(yīng)用使用電池的方式卻有極大差異。可攜式產(chǎn)品有許多不同的操作模式，設(shè)計人員必須將這些模式列入考慮才能讓電池享有最長壽命。
MP3播放機
由于歌曲下載時間只撞シ派儼糠蕕氖奔洌這類產(chǎn)品的電力多半用于歌曲播放。為了將待機功耗減到最少，它們還會在一段時間后自動關(guān)機。MP3播放機必須將音樂即時解壓縮，避免資料流失造成各種雜音。MP3播放機的效能需求遠(yuǎn)小于視訊處理或?qū)掝l通訊等其它應(yīng)用，所以最適合使用低功耗DSP。這類元件通常會裼玫吐┑韁瞥蹋因為漏電仍是主要功耗來源。它們還能裼悶德實髡技術(shù)，以便根據(jù)歌曲所需的解碼效能來降低元件的時脈頻率。
數(shù)位相機
這類產(chǎn)品有多種操作模式，包括：
(1)自動關(guān)機的待機模式；
(2)預(yù)視模式（等待拍攝相片）；
(3)拍照模式（實際拍攝相片以及處理和壓縮影像）；
(4)錄影模式（部份相機具備此功能）。
數(shù)位相機的螢?zāi)挥袝r會開啟很長的時間，但DSP真正執(zhí)行影像壓縮的時間卻很短。數(shù)位相機在預(yù)視模式和拍攝模式都必須執(zhí)行許多即時處理作業(yè)，在預(yù)視模式必須不斷顯示最新畫面，在拍攝模式則要盡快完成相片的處理和壓縮，以便繼續(xù)拍攝下一張照片，進而將兩次拍攝之間的延遲時間縮到最短。這種DSP包含多種不同的運算處理單元：
●ARM7核心，負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制功能和使用者界面；
●TMS320C54x處理器；
●SIMD影像處理引擎（iMX），提供可程式影像處理功能；
●可變長度編碼和解碼（VLC/VLD）協(xié)同處理器，負(fù)責(zé)影像和視訊的壓縮與解壓縮；
●預(yù)視引擎，即時顯示預(yù)視畫面以及數(shù)位變焦。
它還具備很高的功能整合度，可以縮小產(chǎn)品體積和減少系統(tǒng)功耗：
●多用途的OSD功能；
●彩色液晶螢?zāi)坏臄?shù)位界面；
●CompactFlash、SmartMedia、Secure Digital以及Memory Stick記憶卡界面；
●多通道10位元數(shù)位類比轉(zhuǎn)換器，負(fù)責(zé)提供NTSC/PAL復(fù)合視訊輸出；
●多通道串列音訊Codec界面（McBSP）；
●晶片內(nèi)建USB 1.1功能控制器。
這類裝置可以選定某些很少使用的功能，然后在它們處于閑置狀態(tài)時切斷時脈訊號。舉例來說，預(yù)視和待機模式可能不需要iMX和VLD/VLC功能方塊，相機未連接至個人電腦時則可將USB界面的電源關(guān)掉。
行動電話
標(biāo)準(zhǔn)行動電話有兩種電源模式：
(1)等待電話的待機模式；
(2)實際撥打電話的通話模式。
處于待機模式時，數(shù)據(jù)機功能（在等待電話時）會以低功耗模式操作，應(yīng)用功能（數(shù)位語音編碼和解碼）的電源則可完全切斷。手機進入通話模式后，數(shù)據(jù)機功能和應(yīng)用功能就會在功耗較高的模式下操作。低耗電制程已能滿足這類手機的處理需求，因此許多產(chǎn)品都裼謎庵種瞥桃越謔〉緦Γ此時產(chǎn)品凈功耗與每種模式所子玫氖奔溆泄亍Ｋ們還能使用電壓和頻率調(diào)整技術(shù)，以便根據(jù)操作模式的作業(yè)需求來調(diào)整元件功耗。先進手機還增加數(shù)位相機、MP3和錄影功能，所以其操作模式也變得更多。為了支援這些操作模式，行動電話通常會裼貌煌類型處理器所組成的異質(zhì)架構(gòu)，由DSP和各個操作模式專用的硬體加速器來執(zhí)行數(shù)據(jù)機和相機等應(yīng)用所需的訊號處理功能，再由DSP搭配負(fù)責(zé)使用者界面和系統(tǒng)控制功能的RISC處理器。如果某個模式不會用到加速器功能，系統(tǒng)也可切斷它們的電壓或時脈，例如待機模式不需要使用者界面時，可將RISC核心的電源關(guān)機。
可攜式應(yīng)用會視需要袢「髦質(zhì)〉緙際酰以便將重要操作模式的功耗減到最低。
基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)
封包語音（VoIP）或基地臺收發(fā)器等設(shè)備所用的無線和有線基礎(chǔ)設(shè)施雖屬于「插入式」應(yīng)用，卻仍須在不同的功耗限制下操作。有些系統(tǒng)會在電源供應(yīng)和系統(tǒng)散熱能力已經(jīng)固定的機架上，增加新的功能單元或通道容量，這些系統(tǒng)通常必須在室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)故障時繼續(xù)正常操作。每個機架的總功耗都不能超過現(xiàn)有電源供應(yīng)的供電能力，電源供應(yīng)會將電源提供給機架上的電路板，每張電路板再將電源分配給電路板上的不同元件。隨著半導(dǎo)體元件日益精密，晶片還能提高操作頻率或內(nèi)建多顆DSP處理器來支援更多通道。另一方面，不斷縮小的電路結(jié)構(gòu)卻讓晶片產(chǎn)生更多功耗，因此透過封裝提高散熱效率也變得更重要。由于這些系統(tǒng)必須非?？煽?，所以在分析其電源和散熱需求時，應(yīng)將所有處理器都在最大負(fù)載下工作的情況列入考慮。
為了降低滿負(fù)載的操作功耗，這類系統(tǒng)多半會裼迷誚系偷繆瓜虜僮韉母咝能制程，并且搭配對于任何應(yīng)用都有幫助的多時脈域和時脈閘控技術(shù)。這些系統(tǒng)不會利用多電壓域技術(shù)降低功耗，因其包含大量而密集的處理器，此時若裼枚嗟繆褂蚣際躉嵩斐傻緶釩逕杓聘叢有源蠓增加。靜態(tài)電壓調(diào)整有助于節(jié)省功耗，由于功耗會隨著操作電壓的平方而改變，所以這些設(shè)計會選擇較低的操作電壓。這些元件還能整合更多核心，以彌補某些核心在較低頻率下操作所不足的效能，例如與其使用四個在1.2V下操作的300MHz核心，還不如使用6個在1.0 V下操作的200MHz核心，因為兩種解決方案的MHz效能（和通道處理能力）都是1200MHz，但后者功耗卻只有前者的（1.0V/1.2V）2，大約是69％。這些元件的晶片面積大都用于內(nèi)建記憶體，其中又以資料記憶體為主。由于在特定的通道處理密度下，每顆晶片所需的資料記憶體也是定值，而且其中多數(shù)記憶體又會直接分配給各個核心使用，所以增加核心并不會造成晶片總面積等比例增加，所帶來的低功耗優(yōu)點則足以彌補額外增加的成本。
功耗最佳化必須符合應(yīng)用需求
不同的DSP應(yīng)用設(shè)備需要不同的策略來滿足其需求，例如基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)希望降低最大負(fù)載條件下的功耗，可攜式應(yīng)用則希望將電池的電力消耗減至最少，它們的需求顯然就有極大差異。事實上，就算同類型的應(yīng)用都可能有著極為不同的要求，例如不同的可攜式應(yīng)用必須袢〔煌的電源最佳化技術(shù)來滿足各自的操作需求。半導(dǎo)體廠商想要服務(wù)各種市場，就必須掌握多種制程、設(shè)計和架構(gòu)技術(shù)，才能針對目標(biāo)應(yīng)用提供最合適的元件。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/151275.htm
評論