Portable Products為低功耗設(shè)計選擇理想的處理器

性能

強大的處理能力非常重要，它可以實現(xiàn)全新的功能，提高單位成本或面積的通道數(shù)量，加快數(shù)據(jù)速率，增加密度，實現(xiàn)更高質(zhì)量的壓縮方法，從而實現(xiàn)特色化的終端產(chǎn)品。

在考慮產(chǎn)品性能時，除了MHz這一指標(biāo)之外，工程師還應(yīng)考慮并行處理能力。通過不同方式集成DSP、ARM或協(xié)處理器的芯片可大幅提高性能。OMAP平臺就是一個很好的范例。工程師可將代碼分組，分別運行在最適合的內(nèi)核上。即便器件僅采用一個內(nèi)核，也能支持并行處理功能。例如，低功耗定點TMS320C640x系列就采用單顆CPU，能夠支持300MHz頻率并行運行的八個指令單元，因此處理性能非常高。 除了集成處理器件之外，集成其它系統(tǒng)部件也有助于大幅提升性能。例如，足夠的片上存儲器容量意味著可在CPU需要頻繁吞吐數(shù)據(jù)的情況下大幅加快代碼運行速度。

不管開發(fā)什么類型的系統(tǒng)(多媒體設(shè)備或是功能性有限但需要盡可能降低功耗的設(shè)備)，設(shè)計人員都能選擇到一款恰好能夠滿足所需處理能力的處理器。

在表1中，性能從中到優(yōu)的評級主要取決于既定器件有多少個內(nèi)核和片上設(shè)備。不過，設(shè)計工程師通常必須在性能與功耗之間做出折衷平衡。

集成度

顯然，集成度與性能密切相關(guān)。如前所述，某些芯片技術(shù)使設(shè)計工程師能在同一芯片上集成DSP、ARM9或協(xié)處理器或集成全部。

不過，從集成的角度來說，目前的器件上還可以集成其它重要的系統(tǒng)部件。集成存儲器就是一個很好的例子，其不僅有助于降低總體系統(tǒng)價格、節(jié)約系統(tǒng)功耗，而且還能簡化開發(fā)。一些低功耗處理器可直接在芯片上集成容量高達500KB的存儲器，如TI的OMAP-Llx系列。很多時候，無需使用外接存儲器。

不過，當(dāng)前的存儲器可集成的外設(shè)種類越來越豐富，其中也包括模擬部件。如逐次逼近型(SAR)ADC，它可用于實現(xiàn)消費類電子設(shè)備中常見的觸摸顯示屏接口；以及通用并行端口(uPP)，可用于直接連接至系統(tǒng)上的各種其它部件，如高速ADC或FPGA等。就當(dāng)前的低功耗處理器而言，用戶還能通過以太網(wǎng)MAC、USB 2.0、支持海量存儲的串行ATA(SATA)、用于支持WLAN等I／O功能的SDIO、LCD控制器，以及視頻端口接口等獲得面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的片上支持。

在表1中，集成度一項評分為優(yōu)的器件均采用多個內(nèi)核或協(xié)處理器，而且還支持多種外設(shè)；評分為良的器件僅支持單內(nèi)核，但同時支持多種存儲器與外設(shè)；而評分為中的器件則支持較少的外設(shè)，不過它們的優(yōu)點在于功耗低，而且成本較低。

上市時間

隨著消費類電子產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新速度不斷加快，產(chǎn)品壽命也從幾年縮短至幾個月，因而產(chǎn)品上市時間日益重要。一旦一家公司推出最新的產(chǎn)品，幾個月或是幾周后立即就會有競爭對手跟進推出具有更新特性、更吸引消費者的新產(chǎn)品。

產(chǎn)品投放市場的速度與集成度密切相關(guān)。顯然，如果部件能提供較高的集成度，那么工程師所需的開發(fā)和故障調(diào)試時間就可以大幅縮短，因為不必再開發(fā)用于協(xié)調(diào)多個芯片所需的接口和數(shù)據(jù)交換機制。此外，PCB互連和不同驅(qū)動之間的協(xié)作問題也得以減少。

不過，如果芯片上集成的內(nèi)核或外設(shè)太多，工程師就需要適當(dāng)?shù)能浖ぞ咭圆倏剡@些部件。例如，如果集成了ARM和DSP，好的工具包就應(yīng)當(dāng)有助于在統(tǒng)一的編程環(huán)境中開發(fā)需要兩個內(nèi)核資源的應(yīng)用。此外，工程師還應(yīng)了解處理器廠商能否提供其它工具，如針對各種內(nèi)核優(yōu)化的第三方算法庫，支持Matlab的Simulink或NI公司的LabVIEW等第三方工具，以及評估／開發(fā)電路板乃至各種操作系統(tǒng)和開源選項等。這些因素對縮短開發(fā)時間、按計劃推出產(chǎn)品等都非常重要。

TMS320C674x等浮點器件的編程復(fù)雜性較低。在眾多情況下，開發(fā)人員都能在臺式PC上用Simulink和LabVIEW等熟悉的工具編寫代碼，并將代碼移植到DSP上，而且只需做極少的修改，甚至根本無需修改。

不過，總體上可以肯定地說，芯片的性能越高，所需的開發(fā)時間就越長。如果是需要較高性能的復(fù)雜產(chǎn)品，那么在代碼開發(fā)和故障調(diào)試方面顯然就需要更長的時間。 最后，工程師必須始終提前考慮到為其下一代產(chǎn)品做好準(zhǔn)備。在某些市場上，標(biāo)準(zhǔn)變動非?？欤髽I(yè)又希望快速占據(jù)市場。這時，設(shè)計工程師就必須構(gòu)建出能面向未來市場的產(chǎn)品，并可根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)或新增特性的要求及時實現(xiàn)升級。因此，了解不同的處理器系列非常重要，需要檢驗其在軟件與引腳兼容方面是否存在問題，如果需要提高計算能力的話，是否能在盡可能少地改動整體系統(tǒng)設(shè)計和代碼的情況下實現(xiàn)性能的提高。

表1中，在上市時間項評分為優(yōu)的產(chǎn)品在軟件與硬件方面的支持都非常豐富。評分為良的產(chǎn)品集成度較低，需要更多外設(shè)或存儲器，相關(guān)的設(shè)計工作也更多。